KR102644377B1 - 센서리스 진단 시스템을 이용한 선제적 공조 시스템 정비 방법 - Google Patents

센서리스 진단 시스템을 이용한 선제적 공조 시스템 정비 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 센서리스 진단 시스템(1)에 적용된 선제적 공조 시스템 정비 방법은 공조 시스템(10)을 진단하는 진단 컨트롤러(3)에 의해 증발기(Evaporator)(12)와 응축기(Condenser)(13) 사이의 냉매압 기울기 변화가 검출되고, 냉매압 기울기 변화를 발생시키는 블로워(20-1)의 풍량 성능 저하를 에어컨 필터 오염으로 판단하는 선제적 필터 체크 제어 또는 냉매압 기울기 변화를 발생시키는 냉각팬(20-2)의 풍량 성능 저하를 방열기 오염으로 판단하는 선제적 방열기 체크 제어(S50~S59)가 수행됨으로써 속 센서나 토크 센서의 사용 없이 파악된 블로워(20-1)와 냉각팬(20-2)의 팬 작동 저항으로 에어컨 필터(11)와 방열기(14)의 오염 상태가 A/S 도달 전 미리 확인되는 특징을 구현할 수 있다.

Description

센서리스 진단 시스템을 이용한 선제적 공조 시스템 정비 방법{Preemptive Air Conditioning System Maintenance Method Using Sensorless Diagnosis System}
본 발명은 공조 시스템 A/S에 관한 것으로, 특히 유속 센서나 토크 센서를 사용하지 않는 센서리스 진단 시스템으로 팬의 성능 변화에 민감한 냉매압 변화로 에어컨 필터와 방열기(Radiator)의 오염을 미리 확인해 팬 모터 뿐 아니라 필터와 방열기의 손상 또는 파손을 A/S 전 미리 파악할 수 있는 선제적 공조 시스템 정비 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 공조 시스템에서 팬(Fan)(예, 냉각 팬 및 블로워)의 작동 성능은 냉/난방 성능의 쾌적성 유지에 매우 중요하다.
일례로 상기 공조 시스템은 냉/난방 및 환기 기능을 통합하여 쾌적한 차 실내 환경을 유지해 주는 HVAC(Heating, Ventilation and Air Conditioning)으로 이루어지고, 차량전방에 위치한 쿨링 모듈과 연계된다. 이 경우 상기 HVAC는 송풍방향과 송풍량, 실내 공기 및 외기 공기의 유입상태를 자동으로 조절하여 외부 상태에 관계없이 쾌적한 실내 공간을 유지 하는 FATC(Full Auto Temperature Control System)일 수 있다.
특히 상기 HVAC는 풍량이 에어컨 필터로 영향을 받는 블로워를 갖추고, 상기 클링 모듈은 풍량이 응축기(Condenser) 및 방열기(Radiator)로 영향을 받는 냉각팬을 갖춘다. 이러한 이유는 상기 냉각팬 및 상기 블로워의 성능은 공기 유량 발생이 저항에 반비례함으로써 팬의 구동 저항이 방열기나 에어컨 필터의 저항으로 증가되고, 팬의 구동 저항 증가는 팬 풍량을 감소시킴으로써 팬 풍량과 연관된 냉각 성능을 하락시키기 때문이다.
그러므로 상기 에어컨 필터와 상기 방열기는 블로워와 냉각팬의 풍량 성능이 유지되도록 주기적인 점검 및 A/S를 필요로 한다.
국내공개특허 10-2018-0038728(2018.04.17)
하지만 상기 에어컨 필터와 상기 방열기는 고장에 따른 A/S 전 사전 점검이 어렵다는 문제를 갖고 있다.
이러한 이유는 상기 에어컨 필터와 상기 방열기는 엔진 룸 및 그 주변에서 갖는 레이아웃 상 점검이 매우 어렵기 때문에 냉각팬 및 블로워의 풍량 성능을 저하시키는 오염 또는 손상 하에서도 파악이 어렵고, 특히 운전자 또는 A/S센터에서도 그 점검이 어렵기 때문이다.
더구나 방열기나 필터의 청결상태가 팬 풍량 성능에 큰 영향을 주는 영향인자임을 알 고 있음에도 필터 오염 상태를 표시하거나 방열기 세척/교체 시기를 경고 또는 알려 줄 수 있는 알람 시스템이 부재한 실정이다. 그 결과 필터와 방열기는 그 청결 상태가 팬 풍량 성능에 큰 영향을 주고 있음에도 A/S 하기 전에 선제적인 세척이나 교체가 불가함으로써 냉각수 오버히트나 모터 고장의 원인이 되고 있고, 특히 필터의 오염 심화는 탑승객의 건강을 악화시키는 차실내 오염의 원인이 될 수밖에 없다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 냉매압 정보 연계로 팬의 성능 변화를 가져오는 팬 작동 저항에 의한 냉매압 기울기 이상 변화가 검출됨으로써 필터와 쿨링 모듈 점검 및 교체시기가 A/S 도달 전 미리 확인되거나 알려질 수 있고, 특히 냉난방의 기본성능 뿐만 아니라 팬 모터 내구에 중요한 인자인 방열기 및 필터의 오염상태 검출과 알림에 유속 센서나 토크 센서와 같은 부가적인 센서 장착이 가져오는 비용 상승도 없어 우수한 가격 경쟁력을 갖는 센서리스 진단 시스템을 이용한 선제적 공조 시스템 정비 방법의 제공에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선제적 공조 시스템 정비 방법은 공조 시스템 진단 시 진단 컨트롤러에 의해 증발기와 응축기사이의 냉매압 기울기 변화가 검출되고, 상기 냉매압 기울기 변화로 블로워에 저항으로 작용하는 에어컨 필터의 오염과 냉각팬에 저항으로 작용하는 방열기의 오염이 판단되는 센서리스 진단 제어가 포함되는 것을 특징으로 하는 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 공조 시스템 진단은 차속 정지 시 수행된다.
바람직한 실시예로서, 상기 센서리스 진단 제어는 에어컨 필터 오염을 블로워의 풍량 성능 저하에 따른 냉매압 기울기 변화 검출로 판단해 주는 선제적 필터 체크 제어와 방열기 오염을 냉각팬의 풍량 성능 저하에 따른 냉매압 기울기 변화 검출로 판단해 주는 선제적 방열기 체크 제어로 구분되어 선택적으로 수행된다.
바람직한 실시예로서, 상기 선제적 필터 체크 제어는 상기 에어컨 필터 오염 판단을 위한 선제적 필터 진단 조건의 세팅이 이루어지는 단계, 블로워 초기 냉매압 기울기에서 상기 블로워가 구동되는 블로워 풍량 성능 판단 단계, 상기 블로워 초기 냉매압 기울기에 대한 블로워 냉매압 기울기 변화 값으로 필터 오염 판단이 이루어지는 단계, 상기 에어컨 필터 오염으로 필터 알람이 수행되는 단계로 이루어진다.
바람직한 실시예로서, 상기 선제적 필터 체크 제어의 상기 선제적 필터 진단 조건은 차속 0Kph, 블로워 최대 단수 구동(MAX), 냉각팬 오프(OFF)이다.
바람직한 실시예로서, 상기 선제적 필터 체크 제어의 상기 블로워 풍량 성능 판단 단계는 상기 블로워 초기 냉매압 기울기가 설정되는 단계, 블로워 구동 시점에서 블로워 초기 냉매압 검출이 이루어지는 단계, 블로워 구동에 따른 블로워 작동 냉매압 검출이 이루어지는 단계, 상기 블로워 초기 냉매압 기울기에 대한 상기 블로워 냉매압 기울기 변화 값이 상기 블로워 초기 냉매압과 상기 블로워 작동 냉매압으로 산출되어지는 단계로 수행된다.
바람직한 실시예로서, 상기 선제적 필터 체크 제어의 상기 블로워 초기 냉매압 기울기는 온도 구간으로 복수개 설정된다. 상기 블로워 냉매압 기울기 변화 값은 상기 블로워 초기 냉매압과 상기 블로워 작동 냉매압의 차이 값에 대한 블로워 작동시간 변화이다.
바람직한 실시예로서, 상기 선제적 필터 체크 제어의 상기 에어컨 필터 오염은 냉매압 기울기 필터 오염 기준 값으로 판단되고, 상기 냉매압 기울기 필터 오염 기준 값이 상기 블로워 냉매압 기울기 변화 값에 상기 블로워 초기 냉매압 기울기를 곱한 값보다 작을 때를 상기 에어컨 필터 오염의 판단조건으로 하여 상기 필터 알람이 운전석 클러스터의 진단 인디게이터에서 표시되어 수행된다. 반면 상기 선제적 필터 체크 제어의 상기 냉매압 기울기 필터 오염 기준 값이 상기 블로워 냉매압 기울기 변화 값에 상기 블로워 초기 냉매압 기울기를 곱한 값보다 클 때를 상기 에어컨 필터 오염의 미 판단조건으로 하여 상기 블로워 초기 냉매압 기울기 변경이 이루어지고, 상기 블로워 초기 냉매압 기울기 변경은 상기 블로워 초기 냉매압 기울기의 설정값을 달리하여 상기 에어컨 필터 오염이 재 판단된다.
바람직한 실시예로서, 상기 선제적 방열기 체크 제어는 상기 방열기 오염 판단을 위한 선제적 방열기 진단 조건의 세팅이 이루어지는 단계, 냉각팬 초기 냉매압 기울기에서 상기 냉각팬이 구동되는 냉각팬 풍량 성능 판단 단계, 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기에 대한 냉각팬 냉매압 기울기 변화 값으로 방열기 오염 판단이 이루어지는 단계, 상기 방열기 오염으로 방열기 알람이 수행되는 단계로 이루어진다.
바람직한 실시예로서, 상기 선제적 방열기 체크 제어의 상기 선제적 필터 진단 조건은 차속 0Kph, 블로워 오프(OFF), 냉각팬 구동이다.
바람직한 실시예로서, 상기 선제적 방열기 체크 제어의 상기 냉각팬 풍량 성능 판단 단계는 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기가 설정되는 단계, 냉각팬 구동 시점에서 냉각팬 초기 냉매압 검출이 이루어지는 단계, 냉각팬 구동에 따른 냉각팬 작동 냉매압 검출이 이루어지는 단계, 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기에 대한 상기 냉각팬 냉매압 기울기 변화 값이 상기 냉각팬 초기 냉매압과 상기 냉각팬 작동 냉매압으로 산출되어지는 단계로 수행된다.
바람직한 실시예로서, 상기 선제적 방열기 체크 제어의 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기는 냉각팬 운전 모드에 따른 냉매압 구간으로 복수개 설정된다. 상기 냉각팬 냉매압 기울기 변화 값은 상기 냉각팬 초기 냉매압과 상기 냉각팬 작동 냉매압의 차이 값에 대한 냉각팬 작동시간 변화이다.
바람직한 실시예로서, 상기 선제적 방열기 체크 제어의 상기 방열기 오염은 냉매압 기울기 방열기 오염 기준 값으로 판단되고, 상기 냉매압 기울기 방열기 오염 기준 값이 상기 냉각팬 냉매압 기울기 변화 값에 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기를 곱한 값보다 작을 때를 상기 방열기 오염의 판단조건으로 하여 상기 방열기 알람이 운전석 클러스터의 진단 인디게이터에서 표시되어 수행된다. 반면 상기 냉매압 기울기 방열기 오염 기준 값이 상기 냉각팬 냉매압 기울기 변화 값에 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기를 곱한 값보다 클 때를 상기 방열기 오염의 미 판단조건으로 하여 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기 변경이 이루어지고, 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기 변경은 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기의 설정값을 달리하여 상기 방열기 오염이 재 판단된다.
그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서리스 진단 시스템은 공조 시스템의 진단 시 증발기와 응축기 사이의 냉매압 기울기 변화가 검출되고, 냉매압 기울기 변화를 발생시키는 블로워의 풍량 성능 저하를 에어컨 필터 오염으로 판단하는 선제적 필터 체크 제어 또는 냉매압 기울기 변화를 발생시키는 냉각팬의 풍량 성능 저하를 방열기 오염으로 판단하는 선제적 방열기 체크 제어가 수행되는 진단 컨트롤러; 상기 에어컨 필터 오염을 에어컨 필터에 대한 알람으로 표시해 주고, 상기 방열기 오염을 방열기에 대한 알람으로 표시해 주도록 상기 진단 컨트롤러와 CAN으로 연계된 진단 인디게이터가 포함되는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 센서리스 진단 시스템은 공조 시스템의 A/C 필터와 쿨링 모듈의 방열기에 대한 선제적 정비를 가능하게 함으로써 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.
먼저 공조 시스템 측면에서, 첫째로 에어컨 필터뿐 아니라 방열기에 대한 선제적 점검 및 교체시기가 오염 고장에 의한 A/S 전에 미리 파악됨으로써 주기적인 점검을 어렵게 하던 차량 레이아웃 한계가 위치 변경 없이도 극복될 수 있고, 둘째로 유속 센서나 토크 센서를 사용하지 않고 블로워와 냉각팬 성능에 따른 냉매압 정보와 연계함으로써 에어컨 필터 및 방열기의 점검 및 교체시기 파악이 선제적으로 가능하다.
그리고 필터 성능 측면에서, 센서점검 알람 시스템을 통해 첫째로 필터에 대한 선제적 점검을 통해 적정 시기 에어컨 필터 교체로 냉방성능 불만족 개선이 이루어지고, 둘째로 적정 시기 에어컨 필터 교체로 블로워 모터 내구 개선이 이루어지며, 셋째로 적정 시기 에어컨 필터 교체로 차량 실내 공기질 개선이 이루어진다.
또한 방열기 성능 측면에서, 센서점검 알람 시스템을 통해 첫째로 적정 시기 방열기의 세척으로 냉방/냉각성능 악화 방지가 가능하며, 둘째로 적정 시기 방열기 세척에 의한 냉각팬 모터 내구 개선이 가능하다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 센서리스 진단 시스템을 이용한 선제적 공조 시스템 정비 방법의 순서도이고, 도 3은 본 발명에 따른 선제적 공조 시스템 정비를 가능하게 하는 센서리스 진단 시스템의 구성 예이며, 도 4는 본 발명에 따른 선제적 공조 시스템 정비를 위한 블로워의 진단 조건의 예이고, 도 5는 본 발명에 따른 블로워 진단을 통한 에어컨 필터 진단 효과를 블로워의 속도-토크-전류 선도 및 블록도로 나타낸 예이며, 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 선제적 공조 시스템 정비를 위한 냉각팬의 진단 조건의 예이고, 도 8은 본 발명에 따른 냉각팬 진단을 통한 방열기 진단 효과를 냉각팬의 속도-토크-전류 선도 및 블록도로 나타낸 예이다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1및 도 2를 참조하면, 선제적 공조 시스템 정비 방법은 센서리스 진단 제어(S10~S59)를 이용하고, 상기 센서리스 진단 제어(S10~S59)는 공조 시스템 진단 조건 확인(S10~S30) 후 에어컨 블로워 성능을 저하시키는 HVAC의 에어컨 필터 오염이 미리 파악되는 선제적 필터 체크 제어(S40~S49) 및 냉각팬 성능을 저하시키는 쿨링 모듈의 방열기 오염이 미리 파악되는 선제적 방열기 체크 제어(S50~S59)를 포함한다.
특히 상기 선제적 필터 체크 제어(S40~S49)는 응축기의 냉매압 기울기의 설정값 기준 대비 블로워 성능 변화를 가져오는 냉매 기울기 변화 정도로 필터 오염 상태가 판단됨으로써 필터 오염으로부터 블로워 모터의 내구 저하를 방지할 수 있다. 또한 상기 선제적 방열기 체크 제어(S50~S59)는 응축기의 냉매압 기울기의 설정값 기준 대비 냉각팬 성능 변화를 가져오는 냉매 기울기 변화 정도로 방열기 오염 상태가 판단됨으로써 방열기 오염으로부터 냉각팬 모터의 내구 저하를 방지할 수 있다.
이로부터 상기 선제적 공조 시스템 정비 방법은 센서리스 진단 방식 선제적 공조 시스템 정비 방법으로 특징된다.
그 결과 상기 센서리스 진단 방식 선제적 공조 시스템 정비 방법은 공조 시스템의 주요 구성요소인 에어컨 필터와 방열기의 차량 내 설치 위치 문제로 인해 팬에 대한 저항 상승 원인인 전면부의 먼지나 이물질의 오염 상태에 대한 주기적인 점검이 유속 센서나 토크 센서의 사용 없이도 가능할 수 있고, 특히 에어컨 필터와 방열기의 성능하락 및 고장 발생 전 운전자 알림을 통해 선제적인 세척 및 수리 진행이 가능함으로써 미리 인지하지 못해 교체하여야 만 하던 A/S에 따른 비용 절감을 가능하게 한다.
도 3을 참조하면, 센서리스 진단 시스템(1)은 차량의 공조 시스템(10) 및 엔진 시스템에 연계되도록 CAN(Controller Area Network)을 이용해 차량과 통신한다.
구체적으로 상기 센서리스 진단 시스템(1)은 진단 컨트롤러(3), 냉매압 센서(7), 진단 인디게이터(Indicator)(8)로 구성된다.
일례로 상기 진단 컨트롤러(3)는 선제적 방열기 체크 모드(S10~S30, S50~S59)의 선제적 필터 체크 모드(S10~S30, S40~S49)와 선제적 방열기 체크 모드(S10~S30, S50~S59)를 수행하는 로직이 프로그래밍되어 저장된 메모리와 연계된 중앙처리장치로 동작하고, 공조 시스템(10)의 팬(20)을 구성하는 블로워(20-1)와 냉각팬(20-2)을 제어하는 블로워 작동신호(a)와 냉각팬 작동신호(b)를 출력하여 준다.
이를 위해 상기 진단 컨트롤러(3)는 진단 맵(5)과 냉매압 센서(7), 진단 인디게이터(8) 및 데이터 프로세서(9)와 연계되어 필요한 정보 또는 데이터를 읽거나 산출 및 계산하면서 경고 신호를 출력하여 준다.
일례로 상기 진단 맵(5)은 블로워 맵(5a), 냉각팬 맵(5b) 및 냉매압 맵(5c)으로 이루어진다. 상기 블로워 맵(5a)은 블로워(20-1)의 구동 시 데이터 프로세서(9)의 입력 데이터를 매칭 또는 매핑하고, 블로워 모터 가동에 대한 블로워 냉매압 기울기(G)(도 3 참조) 및 그 변화를 진단 컨트롤러(3)에 제공한다. 상기 냉각팬 맵(5b)은 냉각 팬(20-2)의 구동 시 데이터 프로세서(9)의 입력 데이터를 매칭 또는 매핑하고, 냉각 팬 모터 가동에 대한 냉각 팬 냉매압 기울기(g)(도 5 참조) 및 그 변화를 진단 컨트롤러(3)에 제공한다. 상기 냉매압 맵(5c)은 응축기(Evaporator)(12)에 의한 냉매의 상변화에 따른 냉매압을 진단 컨트롤러(3)에 제공한다.
일례로 상기 냉매압 센서(7)는 응축기(13)의 냉매압을 검출하여 진단 컨트롤러(3)에 제공한다. 특히 상기 냉매압 센서(7)는 HAVC의 APT(Air conditioner Pressure Transducer)(16)로 대체될 수 있다.
일례로 상기 진단 인디게이터(8)는 에어컨 필터(11)의 오염 또는 손상에 대한 진단 컨트롤러(3)의 필터알람신호(A)를 받아 동작하고, 방열기(14)의 오염 또는 손상에 대한 진단 컨트롤러(3)의 방열기알람신호(B)를 받아 동작한다. 이 경우 상기 진단 인디게이터(8)는 필터알람신호(A) 및 방열기알람신호(B)에 대해 경고등 점등 및/또는 문자로 표시하며, 주의와 수리 및 교체의 정보를 제공하여 준다. 특히 상기 진단 인디게이터(8)는 운전석 클러스터(8-1)에 구비된다.
일례로 상기 데이터 프로세서(9)는 센서리스 진단 시스템 온/오프(ON/OFF),차속, 에어컨/히터/냉각팬/블로워 ON/OFF 신호, APT 신호, 냉각팬. 블로워 회전수, 냉각팬 듀티, 냉각팬팬/블로워 작동모드 ,블로워 단수, 냉매압력, 외기온도, 실내온도, 외기유량 등을 검출하고, 이를 입력데이터로 하여 진단 컨트롤러(3)에 제공한다. 그러므로 상기 데이터 프로세서(9)는 엔진 ECU(Electronic Control Unit)일 수 있다.
구체적으로 상기 공조 시스템(10)은 HVAC, 쿨링 모듈 및 팬(20)으로 구분된다.
일례로 상기 HVAC는 에어컨 필터(11), 증발기(Evaporator)(12), 압축기(Compressor)(15) 및 APT(Air conditioner Pressure Transducer)(16)를 포함한다. 상기 에어컨 필터(11)는 블로워(20-1)의 전방 또는 후방에 위치되어 불로워에 의한 외기의 오염물질이 차 실내로 들어가지 못하도록 제거하여 준다. 상기 증발기(12)는 에어컨 냉매를 액체에서 기체로 상변화한다. 상기 압축기(15)는 에어컨 냉매의 상변화를 위해 압축시켜준다. 상기 APT(16)는 차량의 시동 여부와 에어컨디셔너의 작동 여부를 나타내는 신호를 출력하며, 냉매압을 검출함으로써 냉매압 센서(7)를 대체할 수 있다. 특히 상기 APT(16)는 에어컨이 작동하면서 고압과 저압으로 나눠지는 냉매압력 선도로부터 고압의 냉매압력을 계측함으로써 HVAC과 쿨링모듈에서의 팬 거동 상태(즉, 풍량과 저항)을 예측하는데 적용될 수 있다.
일례로 상기 쿨링 모듈은 응축기(Condenser)(13)와 방열기(Radiator)(14)를 포함한다. 상기 응축기(13)는 에어컨 냉매를 기체에서 액체로 상변화한다. 상기 방열기(14)는 엔진 냉각수를 외기와 열교환시켜 준다.
일례로 상기 팬(20)은 에어컨 모듈을 구성하는 블로워(20-1)와 쿨링 모듈을 구성하는 냉각팬(20-2)으로 구분되고, 이들 각각은 저항이 커지면 풍량이 줄어들고 풍량에 따라 열교환량이 달라져 냉매압력의 상승 기울기 또는 하강 기울기를 달라지게 한다. 상기 블로워(20-1)는 외기를 빨아들여 풍량을 만들어주고 작동 단수에 따른 모터 회전수로 에어컨 냉방 세기를 조절한다. 상기 냉각팬(20-2)은 외기를 빨아들여 풍량을 만들어주고 작동 단수에 따른 모터 회전수로 응축기(13)와 방열기(14)의 열교환 성능을 높여준다.
이하 도 1및 도 2의 선제적 공조 시스템 정비 방법을 도 3 내지 도 8을 참조로 상세히 설명한다. 이 경우 제어 주체는 센서리스 진단 시스템(1)의 진단 컨트롤러(3)이고, 제어 대상은 진단 인디게이터(Indicator)(8)와 함께 공조 시스템(10)의 블로워(20-1)와 냉각팬(20-2)이다.
진단 컨트롤러(3)는 공조 시스템 진단 조건 확인(S10~S20)을 S10의 센서리스 진단 시스템(1) 작동 단계, S20의 차속 판단 단계, S30의 공조 시스템 점검 부품 선택 단계로 수행된다.
도 3을 참조하면, 진단 컨트롤러(3)는 데이터 프로세서(9)의 입력 데이터인 센서리스 진단 시스템 온/오프(ON/OFF), 차속, 에어컨/히터/냉각팬/블로워 ON/OFF 신호, APT 신호, 냉각팬.블로워 회전수, 냉각팬 듀티, 냉각팬팬/블로워 작동모드 ,블로워 단수, 냉매압력, 외기온도, 실내온도, 외기유량 등을 검출하고, 이들 중 센서리스 진단 시스템 온(ON)으로 센서리스 진단 시스템(1)의 활성화를 인식하며, 차속으로 차량이 정지 상태인지를 확인한다.
특히 진단 컨트롤러(3)는 상기 차속 판단(S20)에 하기의 차량정지 확인 식을 적용한다.
차량정지 확인 식 : V = 0Kph(숫자 영)
여기서 “V"는 차속으로 센서리스 진단 시스템(1)이 활성화된 상태에서 검출된 차속이다.
그 결과 진단 컨트롤러(3)는 V = 0과 같이 차량의 움직임이 없는 차량 정지 상태에서 공조 시스템 점검 부품 선택(S30)에 따라 공조 시스템(1)의 블로워(20-1)의 풍량 성능을 저하시키는 에어컨 필터(11)의 오염을 미리 파악할 수 있는 선제적 필터 체크 제어( S40~S49) 또는 공조 시스템(1)의 냉각팬(20-2)의 풍량 성능을 저하시키는 방열기(14)의 오염이 미리 파악되는 선제적 방열기 체크 제어(S50~S59)를 수행한다.
먼저 진단 컨트롤러(3)는 선제적 필터 체크 제어(S40~S49)로 응축기(13)의 냉매압 기울기의 설정값 기준 대비 블로워(20-1)의 풍량 성능 변화를 가져오는 냉매 기울기 변화 정도로 필터 오염 상태를 판단함으로써 에어컨 필터(11)의 오염으로부터 블로워(20-1)의 모터 내구 저하를 방지하여 준다.
구체적으로 상기 선제적 필터 체크 제어(S40~S49)는 S40의 에어컨 필터 선택 단계, S41의 선제적 필터 진단 조건 세팅 단계, S43~S48의 블로워 풍량 성능 판단 단계, S47의 필터 오염 판단 단계, S48의 블로워 초기 냉매압 기울기 변경 단계, S49의 필터 알람 단계로 수행한다.
일례로 상기 에어컨 필터 선택(S40)은 블로워(20-1)의 구동이며, 블로워 구동은 공조 시스템(10)의 에어컨 온(ON)을 통해 이루어진다. 상기 선제적 필터 진단 조건 세팅(S41)은 차속, 블로워(20-1) 및 냉각팬(20-2)에 대해 이루어진다.
즉, 선제적 필터 진단 조건은 차속은 0(숫자 영)이고, 블로워(20-1)는 최대 단수 구동(MAX)이며, 냉각팬(20-2)은 오프(OFF)를 적용한다. 특히 상기 차속이 0(숫자 영)이고, 상기 냉각팬(20-2)이 미 작동하는 조건은 냉매압이 외기풍에 영향을 많이 받음을 고려한 것이고, 상기 블로워(20-1)가 최대 단수 구동(MAX)됨은 블로워 단수가 커짐에 따라 냉매압의 값과 기울기가 달라짐을 고려한 것이다.
이러한 이유는 에어컨이 작동하면 압축기(15)와 HVAC 안에 있는 블로워(20-1)가 작동하면서 냉매압력을 상승시킨 후 일정시간 뒤 냉각팬(20-2)의 작동은 냉매압력을 다시 일정 수준 이하로 떨어뜨리기 때문이다. 그러므로 블로워(20-1)와 냉각팬(20-2)의 앞에서 위치된 에어컨 필터(11)와 방열기(14)는 저항으로 작용하고, 특히 에어컨 필터(11)와 방열기(14)에 붙은 먼지나 이물질은 팬 풍량을 감소시키는 저항을 더 커지게 함으로써 감소된 팬 풍량은 냉매압의 변화 경향에 영향을 끼치기 때문이다.
구체적으로 상기 블로워 풍량 성능 판단(S43~S48)은 S43의 블로워 초기 냉매압 기울기 설정 단계, S44의 블로워 초기 냉매압 검출 단계, S45의 블로워 작동 냉매압 검출 단계, S46의 블로워 냉매압 기울기 변화 값 산출 단계로 구분되고, 이를 통해 실내온이 높고 블로워 풍량이 많을수록 냉매압의 값과 기울기가 커짐이 반영될 수 있다.
일례로 상기 블로워 초기 냉매압 기울기 설정(S43)은 실내온이 높고 블로워 풍량이 많을수록 냉매압이 값과 기울기가 커지므로 실내온을 크게 3가지 구간으로 나누어 각 구간별 압력변화 기울기를 세팅하고, 이들 중 초기 세팅값은 에어컨 필터(20-1)에 이물질이 없는 초기 저항값(dP)기준으로 정해져서 선제적 필터 체크 제어 로직 및 선제적 방열기 체크 제어(즉, 히터 콘트롤 로직)에 입력된다. 다만 상기 초기 세팅값에 따른 기울기 초기입력값은 블로워(20-1)의 용량이나 HAVC 또는 공조 시스템(10)의 사양에 따라 달라질 수 있다.
도 4의 실내온에 따른 기울기 설정 값 A 예를 참조하면, 상기 블로워 초기 냉매압 기울기 설정(S43)은 실내온도 구간을 T1, T2, T3의 3단계로 하고, 냉매압 기울기 구간을 A1, A2, A3의 3단계로 하여, T1-A1의 매칭을 블로워 초기 냉매압 기울기 A1, T2-A2의 매칭을 블로워 초기 냉매압 기울기 A2, T3-A3의 매칭을 블로워 초기 냉매압 기울기 A3로 하여 준다. 이 경우 블로워 초기 냉매압 기울기 A1,A2,A3의 적용은 실내온도의 크기에 따라 초기 설정값으로 적용되나 이하에선 블로워 초기 냉매압 기울기 A1을 적용하여 설명된다.
일례로 상기 블로워 초기 냉매압 검출(S44)은 불로워(20-1)의 작동 시점에서 냉매압 센서(7) 또는 ATP(16)로 검출한 냉매압력으로, 이를 블로워 초기 냉매압 P1로 설정한다. 이 경우 상기 블로워 초기 냉매압 P1은 블로워(20-1)의 구동 전 증발기(12)와 응축기(13)의 실제 냉매압력을 냉매압 센서(7) 또는 ATP(16)로 검출한 값을 냉매압 맵(5c)의 실제 냉매압력 기울기 값과 연계하여 산출한다.
일례로 상기 블로워 작동 냉매압 검출(S45)은 블로워(20-1)의 최대 단수 구동 시간(즉, 온(ON)과 오프(OFF)사이의 작동시간)에서 냉매압 센서(7) 또는 ATP(16)로 검출한 값을 냉매압 맵(5c)의 실제 냉매압력 기울기 값과 연계하여 산출하고, 이로부터 산출된 값을 블로워 작동 냉매압 P2로 한다. 그러므로 상기 블로워 작동 냉매압 P2는 차속과 에어컨 작동, 실내온, 블로워 단수에 대한 체크 상태가 로직 작동 조건과 부합할 때 측정 및 산출된 실제 냉매압력의 기울기값을 의미한다.
일례로 상기 블로워 냉매압 기울기 변화 값 산출(S46)은 블로워(20-1)의 최대 단수 구동(MAX)에 따른 냉매압 기울기 변화로서 실제 냉매압력의 기울기값을 측정하여 최초 세팅된 초기기울기 값과 비교가 이루어진다. 이를 위해 상기 블로워 냉매압 기울기 변화 값 산출(S46)은 하기의 블로워 냉매압 기울기 변화 식을 적용하여 블로워 냉매압 기울기 변화 값을 산출한다.
블로워 냉매압 기울기 변화 식 : X = (P2-P1)/T
여기서 “X”는 판단 시점애서 블로워 냉매압 기울기 변화 값이고, “P1"은 블로워 초기 냉매압 값이며, “P2"는 블로워 작동 냉매압 값이고, "T"는 블로워(20-1)의 온(ON)과 오프(OFF)사이의 작동시간이다.
그러므로 상기 블로워 냉매압 기울기 변화 값(X)은 최초 세팅된 초기기울기 값과 측정된 실제 냉매압력의 기울기와 차이값의 변화를 확인함으로써 블로워(20-1)의 풍량에 영향을 주는 에어컨 필터(11)의 오염 또는 손상에 대해 직접적인 육안 검사 없이도 파악되는 간접 정보가 제공될 수 있다.
그 결과 상기 블로워 냉매압 기울기 변화 값 산출(S46)은 블로워 작동 냉매압(P2)에서 블로워 초기 냉매압(P1)을 뺀 값을 작동시간(T)으로 나누어 블로워 냉매압 기울기 변화 값(X)을 구한다.
일례로 상기 필터 오염 판단(S47)은 블로워(20-1)의 풍량 성능을 저하시키는 에어컨 필터(11)의 오염 또는 손상을 확인하여 준다. 이러한 이유는 에어컨 필터(11)에 먼지나 이물질이 붙게 되면 저항이 더 커져 블로워(20-1)의 풍량이 감소하고 감소된 풍량은 냉매압의 변화 경향에 영향을 끼침에 근거하기 때문이다.
이를 위해 상기 필터 오염 판단(S47)은 하기의 필터 오염판단 식을 적용한다.
필터 오염판단 식 : G < X * A1
여기서 “G"는 냉매압 기울기 필터 오염 기준 값이고, ”X"는 블로워 냉매압 기울기 변화 값이며, “A1"은 블로워 초기 냉매압 기울기이고, ”<“는 두 값의 크기 관계를 나타내는 부등호이며, ”*“는 두 값의 곱하기 기호이다.
그 결과 상기 필터 오염 판단(S47)은 냉매압 기울기 필터 오염 기준 값(G)이 “G > X * A1”와 같이 블로워 초기 냉매압 기울기(A1)와 블로워 냉매압 기울기 변화 값(X)의 곱 보다 더 큰 경우 S48의 블로워 초기 냉매압 기울기 변경 단계로 전환한다. 반면 상기 필터 오염 판단(S47)은 냉매압 기울기 필터 오염 기준 값(G)이 “G < X * A1”와 같이 블로워 초기 냉매압 기울기(A1)와 블로워 냉매압 기울기 변화 값(X)의 곱 보다 더 작은 경우 S49의 필터 알람 단계로 전환한다.
일례로 상기 블로워 초기 냉매압 기울기 변경(S48)은 블로워 초기 냉매압 기울기를 변화시켜 준다. 즉, 블로워 초기 냉매압 기울기 A1인 조건에서 에어컨 필터(11)가 블로워(20-1)의 풍량 성능을 약화시키지 않는 상태이므로 블로워 초기 냉매압 기울기를 A1 조건보다 높은 A2 조건 또는 A3 조건으로 변경하여 준다.
그 결과 진단 컨트롤러(3)는 S43의 블로워 초기 냉매압 기울기를 A2로 하고, S44의 블로워 초기 냉매압 P1 검출과 S45의 블로워 작동 냉매압 P2 검출 후 S46의 블로워 냉매압 기울기 변화 값 X를 산출하며, S47의 필터 오염 판단에서 냉매압 기울기 필터 오염 기준 값(G)이 블로워 초기 냉매압 기울기(A1)와 블로워 냉매압 기울기 변화 값(X)의 곱 보다 더 큰지 아니면 더 작은지를 확인하여 준다.
이로부터 진단 컨트롤러(3)는 블로워 초기 냉매압 기울기를 B2로 하여서도 에어컨 필터(11)의 오염이 판단되지 않은 경우 블로워 초기 냉매압 기울기를 A2 조건에서 A3 조건으로 변경한 후 다시 S47의 필터 오염 판단 절차를 반복한다. 이어 진단 컨트롤러(3)는 최종적인 진단 절차인 블로워 초기 냉매압 기울기 A3 조건에서도 에어컨 필터(11)의 오염이 판단되지 않으면 “진단 정상”메시지를 운전석 클러스터(8-1)의 진단 인디게이터(8)에 표시한 후 S20의 공조 시스템 점검 부품 선택 단계로 전환해 방열기(50)에 대한 점검 절차를 진행하거나 모든 절차를 종료하여 준다.
반면 진단 컨트롤러(3)는 블로워 초기 냉매압 기울기를 A2 조건 또는 블로워 초기 냉매압 기울기를 A3 조건에서 냉매압 기울기 필터 오염 기준 값(G)이 “G < X * A1”와 같이 블로워 초기 냉매압 기울기(A1)와 블로워 냉매압 기울기 변화 값(X)의 곱 보다 더 작은 경우 S49의 필터 알람 단계로 전환한다.
일례로 상기 필터 알람(S49)은 에어컨 필터(11)의 오염을 경고하여 준다.
도 3을 참조하면, 진단 컨트롤러(3)는 필터알람신호(A)를 운전석 클러스터(8-1)의 진단 인디게이터(8)로 출력함으로써 상기 진단 인디게이터(8)에서 에어컨 필터(11)에 대해 경고등 점등 및/또는 문자가 표시되도록 한다. 특히 상기 진단 컨트롤러(3)는 냉매압 기울기 필터 오염 기준 값(G)의 크기에 따라 에어컨 필터(11)의 오염 정도를 “주의 또는 세척”, “수리”, “교체”로 구분할 수 있도록 필터알람신호(A)의 세기를 조절하거나 출력 방향을 달리하여 준다.
도 5를 참조하면, 블로워(20-1)의 속도-토크-전류 선도는 필터 오염 진행 -> 팬(블로워) 저항 증가 -> 작동토크 상승 -> 전류상승 -> 모터내부 온도상승 -> 모터소손으로 진행되는 과정이 예시된다. 이 경우 “->”는 형상이 진행되는 시간 순서를 나타낸다.
그러나 선제적 필터 체크 제어(S40~S49)는 필터 오염 판단(S47)을 통한 필터 진단 효과로 에어컨 필터(11)의 필터 오염을 선제적으로 파악함으로써 블로워(20-1)에서 모터소손의 원인인 전류 상승 현상이 발생되지 않도록 한다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 진단 컨트롤러(3)는 선제적 방열기 체크 제어(S50~S59)로 응축기(13)의 냉매압 기울기의 설정값 기준 대비 냉각팬(20-2)의 풍량 성능 변화를 가져오는 냉매 기울기 변화 정도로 방열기(14)의 오염 상태가 판단됨으로써 방열기(14)의 오염으로부터 냉각팬(20-2)의 모터 내구 저하를 방지하여 준다.
구체적으로 상기 선제적 방열기 체크 제어(S50~S59)는 S50의 방열기 선택 단계, S51의 선제적 방열기 진단 조건 세팅 단계, S52의 냉각팬 선택 단계, S53~S56의 냉각팬 풍량 성능 판단 단계, S57의 방열기 오염 판단 단계, S58의 냉각팬 초기 냉매압 기울기 변경 단계, S59의 방열기 알람 단계로 수행한다.
일례로 상기 방열기 선택(S50)은 냉각팬(20-2)의 구동이며, 냉각팬 구동은 냉각 팬 구동 로직을 통해 이루어진다. 상기 선제적 방열기 진단 조건 세팅(S51)은 차속, 블로워(20-1) 및 냉각팬(20-2)에 대해 이루어진다. 즉, 상기 선제적 방열기 진단 조건은 차속은 0(숫자 영)이고, 블로워(20-1)는 오프(OFF)로 구동 중지이며, 냉각팬(20-2)은 온(ON)이다.
일례로 상기 냉각팬 선택(S52)은 S52-1의 HIGH/LOW 타입 냉각팬 또는 S52-2의 DUTY 타입 냉각팬을 적용한다. 이 경우 상기 HIGH/LOW 타입 냉각팬(S52-1)은 냉각수온, 냉매압력, 차속조건이 구동 인자로 고려된 팬 로직을 갖추고, 외기풍과 팬 회전속도에 영향을 받는 냉매압 특성을 고려하여 HIGH/LOW/OFF를 냉각팬 운전 모드(또는 속도 모드)로 한다. 상기 DUTY 타입 냉각팬(S52-2)은 냉각수온, 냉매압력, 차속조건이 구동 인자로 고려된 팬 로직을 갖추고, 외기풍과 팬 회전속도에 영향을 받는 냉매압 특성을 고려하여 Duty1/Duty2/Duty3/OFF/기타를 냉각팬 운전 모드(또는 속도 모드)로 한다. 하지만 선제적 방열기 체크 제어(S50~S59)에선 DUTY 타입 냉각팬(S52-2)의 Duty1/Duty2/Duty3이 냉각팬 운전 모드(또는 속도 모드)로 적용한다.
구체적으로 상기 냉각팬 풍량 성능 판단(S53~S55)은 S53의 냉각팬 초기 냉매압 기울기 설정 단계, S54의 냉각팬 초기 냉매압 검출 단계, S55의 냉각팬 작동 냉매압 검출 단계, S56의 냉각팬 냉매압 기울기 변화 값 산출 단계로 구분되고, 이를 통해 냉각팬 작동 후에는 냉매압력이 하강되는 경향을 반영할 수 있다.
일례로 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기 설정(S53)은 냉각팬 작동 후에는 냉매압력이 하강되므로 HIGH/LOW 타입 냉각팬(52-1)의 HIGH/LOW 및 DUTY 타입 냉각팬(S52-2)의 Duty 1(90%)/Duty 2(70%)/Duty 3(40%)에 대해 냉매압을 크게 3가지 구간으로 나누어 각 구간별 압력변화 기울기를 세팅하고, 이들 중 초기 세팅값은 냉각팬 작동시점의 냉매압을 토대로 초기 기울기 값을 선정하여 방열기(14)에 이물질이 없는 초기 저항값(dP)기준으로 정해져서 선제적 방열기 체크 제어 로직 및 선제적 필터 체크 제어(즉, 히터 콘트롤 로직)에 입력된다. 다만 냉각팬의 HIGH-LOW 작동 조건은 각 차량마다 가지고 있는 고유의 팬 로직에 따라 달라질 수 있다.
도 6 및 도 7은 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기 설정(S53)의 예를 나타낸다.
도 6의 HIGH/LOW 타입 냉각팬(S52-1)에 대한 냉각팬 초기 냉매압 기울기 설정을 참조하면, 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기 설정(S53)은 HIGH/LOW 타입 냉각팬(52-1)의 냉각팬 운전 모드(또는 속도 모드)를 HIGH와 LOW의 2 단계로 구분하며, 냉각팬 작동 시점에서 냉매압 P 구간을 p_1(P > p_1), p_2(p_2 < P < p_1), p_3(p_3 < P < p_2)의 3단계로 하고, 냉매압 기울기 구간을 B1, B2, B3의 3단계로 하여, HIGH-p_1의 매칭을 냉각팬 초기 냉매압 기울기 B1, LOW-p_2의 매칭을 냉각팬 초기 냉매압 기울기 B2, LOW-p_3의 매칭을 냉각팬 초기 냉매압 기울기 B3로 하여 준다. 이 경우 냉각팬 초기 냉매압 기울기 B1,B2,B3의 적용은 실내온도의 크기에 따라 초기 설정값으로 적용되나 이하에선 냉각팬 초기 냉매압 기울기 B1을 적용하여 설명된다.
도 7의 DUTY 타입 냉각팬(S52-2)에 대한 냉각팬 초기 냉매압 기울기 설정을 참조하면, 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기 설정(S53)은 DUTY 타입 냉각팬(52-2)의 냉각팬 운전 모드(또는 속도 모드)를 Duty 1(90%)/Duty 2(70%)/Duty 3(40%)의 3 단계로 구분하며, 냉각팬 작동 시점에서 냉매압 P 구간을 p_1(P > p_1), p_2(p_2 < P < p_1), p_3(p_3 < P < p_2)의 3단계로 하고, 냉매압 기울기 구간을 B1, B2, B3의 3단계로 하여, Duty 1(90%)-p_1의 매칭을 냉각팬 초기 냉매압 기울기 B1, Duty 2(70%)-p_2의 매칭을 냉각팬 초기 냉매압 기울기 B2, Duty 3(40%)-p_1의 매칭을 냉각팬 초기 냉매압 기울기 B3로 하여 준다. 이 경우 냉각팬 초기 냉매압 기울기 B1,B2,B3의 적용은 실내온도의 크기에 따라 초기 설정값으로 적용되나 이하에선 냉각팬 초기 냉매압 기울기 B1을 적용하여 설명된다.
일례로 상기 냉각팬 초기 냉매압 검출(S54)은 냉각팬(20-2)의 작동 시점에서 냉매압 센서(7) 또는 ATP(16)로 검출한 냉매압력으로, 이를 냉각팬 초기 냉매압 P1로 설정한다. 이 경우 상기 냉각팬 초기 냉매압 P1은 냉각팬(20-2)의 구동 전 증발기(12)와 응축기(13)의 실제 냉매압력을 냉매압 센서(7) 또는 ATP(16)로 검출한 값을 냉매압 맵(5c)의 실제 냉매압력 기울기 값과 연계하여 산출한다.
일례로 상기 냉각팬 작동 냉매압 검출(S55)은 냉각팬(20-2)의 HIGH 또는 Duty 1(90%) 구동 시간(즉, 온(ON)과 오프(OFF)사이의 작동시간)에서 냉매압 센서(7) 또는 ATP(16)로 검출한 값을 냉매압 맵(5c)의 실제 냉매압력 기울기 값과 연계하여 산출하고, 이로부터 산출된 값을 냉각팬 작동 냉매압 P2로 한다. 그러므로 상기 냉각팬 작동 냉매압 P2는 차속과 실내온, 냉각팬 속도 모드에 대한 체크 상태가 로직 작동 조건과 부합할 때 측정 및 산출된 실제 냉매압력의 기울기값을 의미한다.
일례로 상기 냉각팬 냉매압 기울기 변화 값 산출(S56)은 냉각팬(20-2)의 HIGH 또는 Duty 1(90%)에 따른 냉매압 기울기 변화로서 실제 냉매압력의 기울기값을 측정하여 최초 세팅된 초기기울기 값과 비교가 이루어진다. 이를 위해 상기 냉각팬 냉매압 기울기 변화 값 산출(S56)은 하기의 냉각팬 냉매압 기울기 변화 식을 적용하여 블로워 냉매압 기울기 변화 값을 산출한다.
냉각팬 냉매압 기울기 변화 식 : Y = (P2-P1)/T
여기서 “Y”는 판단 시점에서 냉각팬 냉매압 기울기 변화 값이고, “P1"은 냉각팬 초기 냉매압 값이며, “P2"는 냉각팬 작동 냉매압 값이고, "T"는 냉각팬(20-2)의 온(ON)과 오프(OFF)사이의 작동시간이다. 그러므로 상기 냉각팬 냉매압 기울기 변화 값(Y)은 최초 세팅된 초기기울기 값과 측정된 실제 냉매압력의 기울기와 차이값의 변화를 확인함으로써 냉각팬(20-1)의 풍량에 영향을 주는 방열기(14)의 오염 또는 손상에 대해 직접적인 육안 검사 없이도 파악되는 간접 정보가 제공될 수 있다.
그 결과 상기 냉각팬 냉매압 기울기 변화 값 산출(S56)은 냉각팬 작동 냉매압(P2)에서 블로워 초기 냉매압(P1)을 뺀 값을 작동시간(T)으로 나누어 냉각팬 냉매압 기울기 변화 값(Y)을 구한다.
일례로 상기 방열기 오염 판단(S57)은 냉각팬(20-2)의 풍량 성능을 저하시키는 방열기(14)의 오염 또는 손상을 확인하여 준다. 이러한 이유는 방열기(14)에 먼지나 이물질이 붙게 되면 저항이 더 커져 냉각팬(20-2)의 풍량이 감소하고 감소된 풍량은 냉매압의 변화 경향에 영향을 끼침에 근거하기 때문이다.
이를 위해 상기 방열기 오염 판단(S57)은 하기의 방열기 오염판단 식을 적용한다.
방열기 오염판단 식 : g < Y * B1
여기서 “g"는 냉매압 기울기 방열기 오염 기준 값이고, ”Y"는 방열기 냉매압 기울기 변화 값이며, “B1"은 방열기 초기 냉매압 기울기이고, ”<“는 두 값의 크기 관계를 나타내는 부등호이며, ”*“는 두 값의 곱하기 기호이다.
그 결과 상기 방열기 오염 판단(S57)은 냉매압 기울기 방열기 오염 기준 값(g)이 “g > Y * B1”와 같이 냉각팬 초기 냉매압 기울기(B1)와 냉각팬 냉매압 기울기 변화 값(Y)의 곱 보다 더 큰 경우 S58의 냉각팬 초기 냉매압 기울기 변경 단계로 전환하는 반면 더 작은 경우 S59의 방열기 알람 단계로 전환한다.
일례로 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기 변경(S58)은 냉각팬 초기 냉매압 기울기를 변화시켜 준다. 즉, 냉각팬 초기 냉매압 기울기 B1인 조건에서 방열기(14)가 냉각팬(20-2)의 풍량 성능을 약화시키지 않는 상태이므로 냉각팬 초기 냉매압 기울기를 B1 조건보다 높은 B2 조건 또는 B3 조건으로 변경하여 준다.
그 결과 진단 컨트롤러(3)는 S53의 냉각팬 초기 냉매압 기울기를 B2로 하고, S54의 냉각팬 초기 냉매압 P1 검출과 S55의 냉각팬 작동 냉매압 P2 검출 후 S56의 냉각팬 냉매압 기울기 변화 값 Y를 산출하며, S57의 방열기 오염 판단에서 냉매압 기울기 방열기 오염 기준 값(g)이 냉각팬 초기 냉매압 기울기(B1)와 냉각팬 냉매압 기울기 변화 값(g)의 곱 보다 더 큰지 아니면 더 작은지를 확인하여 준다.
이로부터 진단 컨트롤러(3)는 냉각팬 초기 냉매압 기울기를 B2로 하여서도 방열기(14)의 오염이 판단되지 않은 경우 냉각팬 초기 냉매압 기울기를 B2 조건에서 B3 조건으로 변경한 후 다시 S57의 방열기 오염 판단 절차를 반복한다. 이어 진단 컨트롤러(3)는 최종적인 진단 절차인 냉각팬 초기 냉매압 기울기 B3 조건에서도 방열기(14)의 오염이 판단되지 않으면 “진단 정상”메시지를 운전석 클러스터(8-1)의 진단 인디게이터(8)에 표시한 후 S20의 공조 시스템 점검 부품 선택 단계로 전환해 모든 절차를 종료하거나 필요시 에어컨 필터(40)에 대한 점검 절차를 다시 진행하여 준다.
반면 진단 컨트롤러(3)는 냉각팬 초기 냉매압 기울기를 B2 조건 또는 B3 조건에서 냉매압 기울기 방열기 오염 기준 값(g)이 “g < Y * B1”와 같이 냉각팬 초기 냉매압 기울기(B1)와 냉각팬 냉매압 기울기 변화 값(Y)의 곱 보다 더 작은 경우 S59의 방열기 알람 단계로 전환한다.
일례로 상기 방열기 알람(S59)은 방열기(14)의 오염을 경고하여 준다.
도 3을 참조하면, 진단 컨트롤러(3)는 방열기알람신호(B)를 운전석 클러스터(8-1)의 진단 인디게이터(8)로 출력함으로써 진단 인디게이터(8)에서 방열기(14)에 대해 경고등 점등 및/또는 문자가 표시되도록 한다. 특히 상기 진단 컨트롤러(3)는 냉매압 기울기 방열기 오염 기준 값(g)의 크기에 따라 방열기(14)의 오염 정도를 “주의 또는 세척”, “수리”, “교체”로 구분할 수 있도록 방열기알람신호(B)의 세기를 조절하거나 출력 방향을 달리하여 준다.
도 8을 참조하면, 냉각팬(20-2)의 속도-토크-전류 선도는 방열기 오염 진행 -> 팬(냉각팬) 저항 증가 -> 작동토크 상승 -> 전류상승 -> 모터내부 온도상승 -> 모터소손으로 진행되는 과정이 예시된다. 이 경우 “->”는 형상이 진행되는 시간 순서를 나타낸다.
그러나 선제적 방열기 체크 제어(S50~S59)는 방열기 오염 판단(S57)을 통한 방열기진단 효과로 방열기(14)의 오염을 선제적으로 파악함으로써 냉각팬(20-2)에서 모터소손의 원인인 전류 상승 현상이 발생되지 않도록 한다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 센서리스 진단 시스템(1)에 적용된 선제적 공조 시스템 정비 방법은 공조 시스템(10)을 진단하는 진단 컨트롤러(3)에 의해 증발기(12)와 응축기(13) 사이의 냉매압 기울기 변화가 검출되고, 냉매압 기울기 변화를 발생시키는 블로워(20-1)의 풍량 성능 저하를 에어컨 필터 오염으로 판단하는 선제적 필터 체크 제어 또는 냉매압 기울기 변화를 발생시키는 냉각팬(20-2)의 풍량 성능 저하를 방열기 오염으로 판단하는 선제적 방열기 체크 제어(S50~S59)가 수행됨으로써 속 센서나 토크 센서의 사용 없이 파악된 블로워(20-1)와 냉각팬(20-2)의 팬 작동 저항으로 에어컨 필터(11)와 방열기(14)의 오염 상태가 A/S 도달 전 미리 확인될 수 있다.
1 : 센서리스 진단 시스템
3 : 진단 컨트롤러 5 : 진단 맵
5a : 블로워 맵 5b : 냉각팬 맵
5c : 냉매압 맵 7 : 냉매압 센서
8 : 진단 인디게이터(Indicator)
8-1 : 운전석 클러스터 9 : 데이터 프로세서
10 : 공조 시스템 11 : 에어컨 필터
12 : 증발기(Evaporator) 13 : 응축기(Condenser)
14 : 방열기(Radiator) 15 : 압축기(Compressor)
16 : APT(Air conditioner Pressure Transducer)
20 : 팬
20-1 : 블로워 20-2 : 냉각팬

Claims (20)

  1. 공조 시스템 진단 시 진단 컨트롤러에 의해 증발기와 응축기 사이의 냉매압 기울기 변화가 검출되고, 상기 냉매압 기울기 변화로 블로워에 저항으로 작용하는 에어컨 필터의 오염과 냉각팬에 저항으로 작용하는 방열기의 오염이 판단되는 센서리스 진단 제어가 포함되고;
    상기 센서리스 진단 제어의 선제적 필터 체크 제어는 상기 에어컨 필터 오염 판단을 위한 선제적 필터 진단 조건의 세팅이 이루어지는 단계, 블로워 초기 냉매압 기울기에서 상기 블로워가 구동되는 블로워 풍량 성능 판단 단계, 상기 블로워 초기 냉매압 기울기에 대한 블로워 냉매압 기울기 변화 값으로 필터 오염 판단이 이루어지는 단계, 상기 에어컨 필터 오염으로 필터 알람이 수행되는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선제적 공조 시스템 정비 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 공조 시스템 진단은 차속 정지 시 수행되는 것을 특징으로 하는 선제적 공조 시스템 정비 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 센서리스 진단 제어는 에어컨 필터 오염을 상기 선제적 필터 체크 제어에서 블로워의 풍량 성능 저하에 따른 냉매압 기울기 변화 검출로 판단해 주며, 방열기 오염을 선제적 방열기 체크 제어에서 냉각팬의 풍량 성능 저하에 따른 냉매압 기울기 변화 검출로 판단해 주는 것을 특징으로 하는 선제적 공조 시스템 정비 방법.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 선제적 필터 진단 조건은 차속 0Kph, 블로워 최대 단수 구동(MAX), 냉각팬 오프(OFF)인 것을 특징으로 하는 선제적 공조 시스템 정비 방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 블로워 풍량 성능 판단 단계는 상기 블로워 초기 냉매압 기울기가 설정되는 단계, 블로워 구동 시점에서 블로워 초기 냉매압 검출이 이루어지는 단계, 블로워 구동에 따른 블로워 작동 냉매압 검출이 이루어지는 단계, 상기 블로워 초기 냉매압 기울기에 대한 상기 블로워 냉매압 기울기 변화 값이 상기 블로워 초기 냉매압과 상기 블로워 작동 냉매압으로 산출되어지는 단계
    로 수행되는 것을 특징으로 하는 선제적 공조 시스템 정비 방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 블로워 초기 냉매압 기울기는 온도 구간으로 복수개 설정되는 것을 특징으로 하는 선제적 공조 시스템 정비 방법.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 블로워 냉매압 기울기 변화 값은 상기 블로워 초기 냉매압과 상기 블로워 작동 냉매압의 차이 값에 대한 블로워 작동시간 변화인 것을 특징으로 하는 선제적 공조 시스템 정비 방법.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 에어컨 필터 오염은 냉매압 기울기 필터 오염 기준 값으로 판단되고, 상기 냉매압 기울기 필터 오염 기준 값이 상기 블로워 냉매압 기울기 변화 값에 상기 블로워 초기 냉매압 기울기를 곱한 값보다 작을 때를 상기 에어컨 필터 오염의 판단조건으로 하여 상기 필터 알람이 수행되는 것을 특징으로 하는 선제적 공조 시스템 정비 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 필터 알람은 운전석 클러스터의 진단 인디게이터에서 표시되는 것을 특징으로 하는 선제적 공조 시스템 정비 방법.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 냉매압 기울기 필터 오염 기준 값이 상기 블로워 냉매압 기울기 변화 값에 상기 블로워 초기 냉매압 기울기를 곱한 값보다 클 때를 상기 에어컨 필터 오염의 미 판단조건으로 하여 상기 블로워 초기 냉매압 기울기 변경이 이루어지고, 상기 블로워 초기 냉매압 기울기 변경은 상기 블로워 초기 냉매압 기울기의 설정값을 달리하여 상기 에어컨 필터 오염이 재 판단되는 것을 특징으로 하는 선제적 공조 시스템 정비 방법.
  12. 청구항 3에 있어서, 상기 선제적 방열기 체크 제어는 상기 방열기 오염 판단을 위한 선제적 방열기 진단 조건의 세팅이 이루어지는 단계, 냉각팬 초기 냉매압 기울기에서 상기 냉각팬이 구동되는 냉각팬 풍량 성능 판단 단계, 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기에 대한 냉각팬 냉매압 기울기 변화 값으로 방열기 오염 판단이 이루어지는 단계, 상기 방열기 오염으로 방열기 알람이 수행되는 단계
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선제적 공조 시스템 정비 방법.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 선제적 필터 진단 조건은 차속 0Kph, 블로워 오프(OFF), 냉각팬 구동인 것을 특징으로 하는 선제적 공조 시스템 정비 방법.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 냉각팬 풍량 성능 판단 단계는 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기가 설정되는 단계, 냉각팬 구동 시점에서 냉각팬 초기 냉매압 검출이 이루어지는 단계, 냉각팬 구동에 따른 냉각팬 작동 냉매압 검출이 이루어지는 단계, 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기에 대한 상기 냉각팬 냉매압 기울기 변화 값이 상기 냉각팬 초기 냉매압과 상기 냉각팬 작동 냉매압으로 산출되어지는 단계
    로 수행되는 것을 특징으로 하는 선제적 공조 시스템 정비 방법.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기는 냉각팬 운전 모드에 따른 냉매압 구간으로 복수개 설정되는 것을 특징으로 하는 선제적 공조 시스템 정비 방법.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 냉각팬 냉매압 기울기 변화 값은 상기 냉각팬 초기 냉매압과 상기 냉각팬 작동 냉매압의 차이 값에 대한 냉각팬 작동시간 변화인 것을 특징으로 하는 선제적 공조 시스템 정비 방법.
  17. 청구항 12에 있어서, 상기 방열기 오염은 냉매압 기울기 방열기 오염 기준 값으로 판단되고, 상기 냉매압 기울기 방열기 오염 기준 값이 상기 냉각팬 냉매압 기울기 변화 값에 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기를 곱한 값보다 작을 때를 상기 방열기 오염의 판단조건으로 하여 상기 방열기 알람이 수행되는 것을 특징으로 하는 선제적 공조 시스템 정비 방법.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 방열기 알람은 운전석 클러스터의 진단 인디게이터에서 표시되는 것을 특징으로 하는 선제적 공조 시스템 정비 방법.
  19. 청구항 17에 있어서, 상기 냉매압 기울기 방열기 오염 기준 값이 상기 냉각팬 냉매압 기울기 변화 값에 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기를 곱한 값보다 클 때를 상기 방열기 오염의 미 판단조건으로 하여 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기 변경이 이루어지고, 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기 변경은 상기 냉각팬 초기 냉매압 기울기의 설정값을 달리하여 상기 방열기 오염이 재 판단되는 것을 특징으로 하는 선제적 공조 시스템 정비 방법.
  20. 청구항 1 내지 3 및 청구항 5 내지 19 중 어느 한 항에 의한 선제적 공조 시스템 정비 방법이 구현되는 센서리스 진단 시스템에 있어서,
    공조 시스템의 진단 시 증발기와 응축기 사이의 냉매압 기울기 변화가 검출되고, 냉매압 기울기 변화를 발생시키는 블로워의 풍량 성능 저하를 에어컨 필터 오염으로 판단하는 선제적 필터 체크 제어 또는 냉매압 기울기 변화를 발생시키는 냉각팬의 풍량 성능 저하를 방열기 오염으로 판단하는 선제적 방열기 체크 제어가 수행되는 진단 컨트롤러;
    상기 에어컨 필터 오염을 에어컨 필터에 대한 알람으로 표시해 주고, 상기 방열기 오염을 방열기에 대한 알람으로 표시해 주도록 상기 진단 컨트롤러와 CAN(Controller Area Network)으로 연계된 진단 인디게이터
    가 포함되는 것을 특징으로 하는 센서리스 진단 시스템.
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