KR102657926B1 - 차량의 열관리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 열관리 시스템에 관한 것으로서, 히트펌프모드용 팽창밸브의 제어로직을 개선함으로써, 냉매의 작고 민감한 과열도 변화에도 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 최적의 상태로 제어할 수 있고, 이를 통해, 히트펌프모드용 팽창밸브의 민감도와 반응성을 개선시켜, 차실내의 난방성능을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 압축기와, 고압측 열교환기와, 히트펌프모드용 팽창밸브와, 실외열교환기와, 에어컨모드용 팽창밸브와, 저압측 열교환기를 구비하는 히트펌프식 냉매순환라인을 포함하는 차량의 열관리 시스템에 있어서, 압축기의 흡입측(Suction Side) 냉매순환라인상에 설치되어, 압축기로 흡입되는 흡입측 냉매의 온도와 압력을 감지하는 제 1PT센서와; 압축기의 배출측(Discharge Side) 냉매순환라인상에 설치되어, 압축기로부터 배출되는 배출측 냉매의 온도와 압력을 감지하는 제 2PT센서를 구비한다.

Description

차량의 열관리 시스템{HEAT MANAGEMENT SYSTEM OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 열관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 히트펌프모드용 팽창밸브의 제어로직을 개선함으로써, 냉매의 작고 민감한 과열도 변화에도 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 최적의 상태로 제어할 수 있고, 이를 통해, 히트펌프모드용 팽창밸브의 민감도와 반응성을 개선시켜, 차실내의 난방성능을 향상시킬 수 있는 차량의 열관리 시스템에 관한 것이다.
친환경 차량의 일례로서, 전기자동차, 하이브리드(Hybrid) 자동차, 연료전지 자동차(이하, "차량"이라 통칭함) 등이 있다.
이러한 차량은, 도 1에 도시된 바와 같이, 공조영역을 냉,난방하는 공조장치(10)를 갖추고 있다.
공조장치(10)는, 히트펌프식(Heat Pump Type)으로서, 냉매순환라인(12)을 구비하며, 상기 냉매순환라인(12)은, 압축기(12a)와 고압측 열교환기(12b)와 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)와 실외열교환기(12d) 및, 서로 간에 병렬로 설치되는 다수의 에어컨모드용 팽창밸브(12e)들과, 각 에어컨모드용 팽창밸브(12e)들의 하류측에 설치되는 저압측 열교환기(12f)들을 구비한다.
이러한 냉매순환라인(12)은, 에어컨 모드 시에는, 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)를 개방시킴으로써, 내부의 냉매가 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)를 거치지 않으면서 순환될 수 있게 하고, 이러한 냉매 순환을 통해 저압측 열교환기(12f)들에 저온의 "냉기"를 발생시키며, 발생된 "냉기"를 차량의 공조영역, 예를 들면, 차실내와 배터리(20)측에 전달한다. 따라서, 차실내와 배터리(20)를 냉방한다.
그리고 히트펌프 모드 시에는, 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)를 온(ON)시킴으로써, 내부의 냉매가 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)를 통과하면서 순환될 수 있게 하고, 이러한 냉매 순환을 통해 고압측 열교환기(12b)에 고온의 "열"을 발생시키며, 발생된 "열"을 차실내로 공급하여 난방한다.
한편, 히트펌프 모드 시에, 상기 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)는 실외열교환기(12d)로부터 배출되는 냉매의 과열도에 따라 개도량이 가변되도록 구성된다.
특히, 실외열교환기(12d)로부터 배출되는 냉매의 과열도가 미리 설정된 제 1기준과열도 이하일 시에는 개도량을 감소시켜, 적은 량의 냉매가 실외열교환기(12d)로 도입될 수 있게 한다.
반대로, 실외열교환기(12d)로부터 배출되는 냉매의 과열도가 상기 제 1기준과열도보다 높게 설정된 제 2기준과열도 이상일 시에는, 개도량을 증가시켜, 많은 량의 냉매가 실외열교환기(12d)로 도입될 수 있게 한다.
이렇게 구성한 이유는, 고압측 열교환기(12b)와 실외열교환기(12d)의 열부하에 대응하여 실외열교환기(12d)로 도입되는 냉매량을 자동조절하기 위함이며, 이로써, 고압측 열교환기(12b)와 실외열교환기(12d)의 열부하에 따라 고압측 열교환기(12b)의 난방성능이 자동 조절되게 한다.
그런데, 이러한 종래의 공조장치는, 실외열교환기(12d)로부터 배출되는 냉매의 과열도 값 또는 과열도 변화값이, 미리 설정된 제 1기준과열도 이하이거나 또는 제 2기준과열도 이상일 시에만, 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량이 가변 제어되는 구조이므로, 실외열교환기(12d)로부터 배출되는 냉매의 과열도 값 또는 과열도 변화값이 너무 작을 경우, 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량이 가변 제어되지 않는다는 단점이 있다.
특히, 실외열교환기(12d)측 배출 냉매의 과열도 값 또는 과열도 변화값이 너무 작아, 제 1기준과열도와 제 2기준과열도 사이일 경우, 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량이 가변 제어되지 않는다는 단점이 있다.
그리고 이러한 단점 때문에, 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 민감도와 그에 따른 반응성이 떨어져, 실외열교환기(12d)측 배출 냉매의 작은 과열도 변화에 대응할 수 없다는 문제점이 있으며, 이러한 문제점 때문에 차실내의 난방성능이 저하된다는 결점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 히트펌프모드용 팽창밸브의 제어로직을 개선함으로써, 냉매의 작고 민감한 과열도 변화에도 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 최적의 상태로 제어할 수 있는 차량의 열관리 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 냉매의 작고 민감한 과열도 변화에도 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 최적의 상태로 제어할 수 있도록 구성함으로써, 히트펌프모드용 팽창밸브의 민감도와 반응성을 개선시킬 수 있는 차량의 열관리 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 히트펌프모드용 팽창밸브의 민감도와 반응성을 개선시킴으로써, 이를 통해, 차실내의 난방성능을 개선시킬 수 있는 차량의 열관리 시스템을 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템은, 압축기와, 고압측 열교환기와, 히트펌프모드용 팽창밸브와, 실외열교환기와, 에어컨모드용 팽창밸브와, 저압측 열교환기를 구비하는 히트펌프식 냉매순환라인을 포함하는 차량의 열관리 시스템에 있어서, 상기 압축기의 흡입측 냉매순환라인상에 설치되어, 상기 압축기로 흡입되는 흡입측 냉매의 온도와 압력을 감지하는 제 1PT센서와; 상기 압축기의 배출측 냉매순환라인상에 설치되어, 상기 압축기로부터 배출되는 배출측 냉매의 온도와 압력을 감지하는 제 2PT센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 히트펌프 모드 시에, 상기 제 1 및 제 2PT센서로부터 입력된 흡입 및 배출측 냉매의 온도와 압력에 따라 상기 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제어부는, 상기 제 1PT센서로부터 입력된 흡입측 냉매의 온도와 압력을 근거로 냉매의 과열도를 산출한 후, 산출된 냉매의 과열도에 따라서 상기 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 제어하되, 특정 과열도 구간에서는 상기 제 2PT센서로부터 입력된 데이터를 추가적으로 이용하여 상기 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 제어하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제어부는, 상기 제 1PT센서로부터 입력된 흡입측 냉매의 온도와 압력을 근거로 산출된 냉매의 과열도가, 미리 설정된 제 1기준과열도 이하일 시에는, 상기 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 감소시키고; 상기 제 1기준과열도보다 높게 설정된 제 2기준과열도 이상일 시에는, 상기 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 증가시키며; 상기 제 1기준과열도보다는 크고, 상기 제 2기준과열도보다는 작은 조건일 시에는, 히트펌프 모드를 이상적인 상태로 제어할 수 있는 배출측 냉매의 최적온도를 미리 내장된 로직으로 산출하고, 산출된 배출측 냉매의 최적온도와 상기 제 2PT센서로부터 입력된 배출측 냉매의 실제온도를 근거로 상기 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 가변 제어하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제어부는, 상기 제 1 및 제 2PT센서로부터 입력된 흡,배출측 냉매의 온도,압력 데이터를 미리 내장된 아래의 [식 1]로 연산 처리하여, 상기 배출측 냉매의 최적온도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
[식 1]
배출측 냉매 최적온도(T1) = (흡입측 냉매 압력／배출측 냉매 압력)＾(1-1／γ)×(흡입측 냉매 온도 ＋ 273) － 273
(γ: 폴리트로픽(Polytropic)식과 실험으로부터 구한 흡,배출측 냉매 온도,압력 가중치)
그리고 상기 제어부는, 산출된 배출측 냉매의 최적온도와, 감지된 배출측 냉매의 실제온도간 온도편차에 따라 상기 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 가변 제어하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제어부는, 상기 배출측 냉매의 최적온도와, 상기 배출측 냉매의 실제온도간 온도편차가, 미리 설정된 제 1기준온도편차 이하일 시에는, 상기 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 감소시키고; 상기 제 1기준온도편차보다 크게 설정된 제 2기준온도편차 이상일 시에는, 상기 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 증가시키며; 상기 제 1기준온도편차보다는 크고, 상기 제 2기준온도편차보다는 작은 조건일 시에는, 상기 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 현재의 상태로 유지시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템에 의하면, 히트펌프 모드 시, 실외열교환기에서 배출되는 냉매의 과열도 변화값이 작을 경우에도, 이에 대응하여 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 가변 제어하는 구조이므로, 냉매의 작고 민감한 과열도 변화에도 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 최적의 상태로 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 냉매의 작고 민감한 과열도 변화에도 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 최적의 상태로 제어할 수 있으므로, 히트펌프모드용 팽창밸브의 민감도와 반응성을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 히트펌프모드용 팽창밸브의 민감도와 반응성을 개선시킬 수 있으므로, 차실내의 난방성능을 현저하게 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 차량의 열관리 시스템을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 구성을 나타내는 도면,
도 3과 도 4는 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동예를 나타내는 플로우챠트이다.
이하, 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다).
먼저, 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 2를 참조하여 차량의 열관리 시스템에 대해 간략하게 설명한다.
차량의 열관리 시스템은, 공조영역을 냉,난방하는 공조장치(10)를 구비한다.
공조장치(10)는, 냉매순환라인(12)을 구비하며, 상기 냉매순환라인(12)은, 압축기(12a)와 고압측 열교환기(12b)와 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)와 실외열교환기(12d) 및, 서로 간에 병렬로 설치되는 다수의 에어컨모드용 팽창밸브(12e)들과, 각 에어컨모드용 팽창밸브(12e)들의 하류측에 설치되는 저압측 열교환기(12f)들을 포함한다.
이러한 냉매순환라인(12)은, 에어컨 모드 시에는, 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)를 개방시킴으로써, 저압측 열교환기(12f)들에 저온의 "냉기"를 발생시키며, 발생된 "냉기"를 차량의 공조영역, 예를 들면, 차실내와 배터리(20)측에 전달한다. 따라서, 차실내와 배터리(20)를 냉방한다.
그리고 히트펌프 모드 시에는, 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)를 온(ON)시킴으로써, 고압측 열교환기(12b)에 고온의 "열"을 발생시키며, 발생된 "열"을 차실내로 공급하여 난방한다.
다음으로, 본 발명에 따른 차량 열관리 시스템의 특징부를 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 열관리 시스템은, 실외열교환기(12d)와 압축기(12a) 사이의 흡입측(Suction Side) 냉매순환라인(12)상에 설치되는 제 1PT센서(30)와, 압축기(12a)의 배출측(Discharge Side) 냉매순환라인(12)상에 설치되는 제 2PT센서(40)를 구비한다.
제 1PT센서(30)는, 냉매의 온도와 압력을 측정할 수 있는 센서로서, 상기 실외열교환기(12d)로부터 배출되어 압축기(12a)로 흡입되는 흡입측 냉매의 온도와 압력을 감지한다.
제 2PT센서(40)는, 냉매의 온도와 압력을 측정할 수 있는 센서로서, 압축기(12a)로부터 배출되는 배출측 냉매의 온도와 압력을 감지한다.
그리고 본 발명의 열관리 시스템은, 상기 제 1 및 제 2PT센서(30, 40)로부터 입력된 데이터에 따라 상기 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량을 제어하는 제어부(50)를 구비한다.
제어부(50)는, 마이크로 프로세서를 갖추고 있는 것으로, 먼저, 상기 제 1PT센서(30)로부터 입력된 흡입측 냉매의 온도와 압력을 근거로 과열도를 산출한 후, 산출된 냉매의 과열도에 따라 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량을 가변 제어한다.
특히, 히트펌프 모드 시에, 아래의 [표 1]에 개시된 바와 같이, 산출된 냉매의 과열도가 미리 설정된 제 1기준과열도 이하일 시에는, 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량을 감소시킨다.
따라서, 적은 량의 냉매가 실외열교환기(12d)로 도입될 수 있게 한다. 이로써, 고압측 열교환기(12b)의 작은 열부하에 대응하여 상기 고압측 열교환기(12b)의 난방성능을 저감시킨다.
반대로, 산출된 냉매의 과열도가 상기 제 1기준과열도보다 높게 설정된 제 2기준과열도 이상일 시에는, 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량을 증가시킨다.
따라서, 많은 량의 냉매가 실외열교환기(12d)로 도입될 수 있게 한다. 이로써, 고압측 열교환기(12b)의 큰 열부하에 대응하여 상기 고압측 열교환기(12b)의 난방성능을 증가시킨다.
과열도(SH: Super Heat) 배출측 냉매의 최적온도(T1)와 배출측 냉매의 실제온도(T2)간 온도편차(T3) 팽창밸브 개도량
SH ≤ 제 1기준과열도 - 감소

제 1기준과열도 ＜ SH ＜ 제 2기준과열도		 T3 ≤ 제 1기준온도편차 감소
제 1기준온도편차 ＜ T3 ＜ 제 2기준온도편차 유지
T3 ≥ 제 2기준온도편차 증가
SH ≥ 제 2기준과열도 - 증가
한편, 제어부(50)는, 산출된 냉매의 과열도가 특정 구간일 경우에는, 제 2PT센서(40)로부터 입력된 데이터를 추가적으로 이용하여 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량을 제어하도록 구성된다.
특히, 산출된 냉매의 과열도가 제 1기준과열도보다는 크고, 제 2기준과열도보다는 작은 조건일 경우에는, 즉, 산출된 냉매의 과열도가 제 1기준과열도와 제 2기준과열도 사이인 경우에는, 제 1 및 제 2PT센서(30, 40)로부터 입력된 흡,배출측 냉매의 온도,압력과, 미리 내장된 아래의 [식 1]을 통해, 압축기(12a)의 배출측 냉매의 최적온도(T1)와, 압축기(12a)의 배출측 냉매의 실제온도(T2)를 산출하고, 산출된 배출측 냉매의 최적온도(T1)와 실제온도(T2)를 근거로 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량을 가변 제어하도록 구성된다.
이를 상세하게 설명하면, 상기 제어부(50)는, 산출된 냉매의 과열도가 제 1기준과열도와 제 2기준과열도 사잇값인 경우, 제 1 및 제 2PT센서(30, 40)로부터 입력된 흡,배출측 냉매의 온도,압력 데이터를 아래의 [식 1]로 연산 처리하여, 배출측 냉매의 최적온도(T1)를 산출한다.
[식 1]
배출측 냉매 최적온도(T1) = (흡입측 냉매 압력／배출측 냉매 압력)＾(1-1／γ)×(흡입측 냉매 온도 ＋ 273) － 273
(γ: 폴리트로픽(Polytropic)식과 실험으로부터 구한 흡,배출측 냉매 온도,압력 가중치이고, 가중치(γ)는, 1.01 ∼1.2 범위 크기의 값으로 산출된다).
여기서, 배출측 냉매 최적온도(T1)는, 공조장치(10)의 히트펌프 모드를 최적의 상태로 제어할 때 측정되는 배출측 냉매의 가장 이상적인 온도로서, 이를 기준으로 공조장치의 냉매량을 제어하면, 히트펌프 모드의 효율을 극대화시킬 수 있다.
한편, 제어부(50)는, 배출측 냉매의 최적온도(T1)가 산출되면, 산출된 배출측 냉매의 최적온도(T1)와, 제 2PT센서(40)로부터 입력된 배출측 냉매의 실제온도(T2)간 온도편차(T3)를 다시 산출한 후, 산출된 온도편차(T3)의 크기에 따라 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량을 가변 제어하도록 구성된다.
특히, 위의 [표 1]에 개시된 바와 같이, 배출측 냉매의 최적온도(T1)와, 배출측 냉매의 실제온도(T2)간 온도편차(T3)가, 미리 설정된 제 1기준온도편차 이하일 시에는, 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량을 감소시킨다.
따라서, 적은 량의 냉매가 실외열교환기(12d)로 도입될 수 있게 한다. 이로써, 배출측 냉매의 최적온도(T1)와, 배출측 냉매의 실제온도(T2)간 작은 온도편차(T3)에 대응하여 상기 고압측 열교환기(12b)의 난방성능을 저감시킨다.
또한, 배출측 냉매의 최적온도(T1)와, 배출측 냉매의 실제온도(T2)간 온도편차(T3)가, 상기 제 1기준온도편차보다 크게 설정된 제 2기준온도편차 이상일 시에는, 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량을 증가시킨다.
따라서, 많은 량의 냉매가 실외열교환기(12d)로 도입될 수 있게 한다. 이로써, 배출측 냉매의 최적온도(T1)와, 배출측 냉매의 실제온도(T2)간 큰 온도편차(T3)에 대응하여 상기 고압측 열교환기(12b)의 난방성능을 증가시킨다.
한편, 배출측 냉매의 최적온도(T1)와, 배출측 냉매의 실제온도(T2)간 온도편차(T3)가, 제 1기준온도편차보다는 크고, 제 2기준온도편차보다는 작은 조건일 경우에는, 즉, 제 1기준온도편차와 제 2기준온도편차 사이 값인 경우에는, 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량을 현재의 상태로 계속 유지시킨다.
이러한 제어부(50)의 제어로직에 의하면, 히트펌프 모드 시, 실외열교환기(12d)에서 배출되는 냉매의 과열도 변화값이 작을 경우에도, 이에 대응하여 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량을 가변 제어할 수 있다.
특히, 실외열교환기(12d)측 배출 냉매의 과열도 변화값이 너무 작아, 제 1기준과열도와 제 2기준과열도 사이일 경우라도, 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량을 민감하게 가변 제어할 수 있다.
또한, 실외열교환기(12d)에서 배출되는 냉매의 과열도 변화값이 작을 경우에도, 이에 대응하여 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량을 가변 제어하는 구조이므로, 냉매의 작고 민감한 과열도 변화에도 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량을 최적의 상태로 제어할 수 있다.
또한, 냉매의 작고 민감한 과열도 변화에도 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량을 최적의 상태로 제어할 수 있으므로, 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 민감도와 반응성을 개선시킬 수 있다.
또한, 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 민감도와 반응성을 개선시킬 수 있으므로, 차실내의 난방성능을 현저하게 개선시킬 수 있다.
다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작동예를 도 2와 도 3과 도 4를 참고하여 설명한다.
먼저, 공조장치가 온(ON)된 상태에서(S101), 히트펌프 모드 인지를 판단한다(S103). 판단 결과, 히트펌프 모드이면, 제 1PT센서(30)로부터 입력된 흡입측 냉매의 온도와 압력을 근거로 과열도를 산출한다(S105).
그리고 과열도 산출이 완료되면, 제어부(50)는 산출된 과열도가 제 1기준과열도 이하인지를 다시 판단한다(S107).
판단 결과, 제 1기준과열도 이하이면, 제어부(50)는, 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량을 감소시킨다(S109). 그러면, 실외열교환기(12d)로 도입되는 냉매량이 줄어들면서 고압측 열교환기(12b)의 난방성능이 저감된다.
한편, (S107) 단계에서의 판단 결과, 냉매의 과열도가 제 1기준과열도 이하가 아니면(S107-1), 제어부(50)는, 산출된 냉매의 과열도가 제 1기준과열도보다 높게 설정된 제 2기준과열도 이상인지를 다시 판단한다(S111).
판단 결과, 제 2기준과열도 이상이면, 제어부(50)는, 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량을 증가시킨다(S113). 그러면, 실외열교환기(12d)로 도입되는 냉매량이 증가되면서 고압측 열교환기(12b)의 난방성능이 향상된다.
한편, (S111) 단계에서의 판단 결과, 냉매의 과열도가 제 2기준과열도 이상이 아니면(S111-1), 제어부(50)는, 산출된 냉매의 과열도가 제 1기준과열도보다는 크고, 제 2기준과열도보다는 작은 조건인지를 다시 판단한다(S115). 즉, 산출된 냉매의 과열도가 제 1기준과열도와 제 2기준과열도 사이인지를 판단한다.
판단 결과, 제 1기준과열도와 제 2기준과열도 사이이면, 제어부(50)는, 흡,배출측 냉매의 온도,압력을 미리 내장된 [식 1]으로 연산 처리하여(S117), 압축기(12a)의 배출측 냉매의 최적온도(T1)를 산출한다(S119).
그리고 배출측 냉매의 최적온도(T1) 산출이 완료되면, 상기 제어부(50)는, 산출된 배출측 냉매 최적온도(T1)와, 제 2PT센서(40)로부터 입력된 배출측 냉매의 실제온도(T2) 간의 온도편차(T3)를 다시 산출한다(S121).
그리고 배출측 냉매 최적온도(T1)와, 배출측 냉매의 실제온도(T2) 간 온도편차(T3)의 산출이 완료되면, 제어부(50)는, 산출된 온도편차(T3)가 미리 설정된 제 1기준온도편차 이하인지를 다시 판단한다(S123).
판단 결과, 제 1기준온도편차 이하이면, 제어부(50)는, 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량을 감소시킨다(S125). 그러면, 실외열교환기(12d)로 도입되는 냉매량이 줄어들면서 고압측 열교환기(12b)의 난방성능이 저감된다.
한편, (S123) 단계에서의 판단 결과, 온도편차(T3)가 제 1기준온도편차 이하가 아니면(S123-1), 제어부(50)는, 온도편차(T3)가 제 1기준온도편차보다 높게 설정된 제 2기준온도편차 이상인지를 다시 판단한다(S127).
판단 결과, 제 2기준온도편차 이상이면, 제어부(50)는, 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량을 증가시킨다(S129). 그러면, 실외열교환기(12d)로 도입되는 냉매량이 증가되면서 고압측 열교환기(12b)의 난방성능이 향상된다.
한편, (S127) 단계에서의 판단 결과, 온도편차(T3)가 제 2기준온도편차 이상이 아니면(S127-1), 제어부(50)는, 상기 온도편차(T3)가 제 1기준온도편차보다는 크고, 제 2기준온도편차보다는 작은 조건인지를 다시 판단한다(S131). 즉, 산출된 냉매의 과열도가 제 1기준온도편차와 제 2기준온도편차 사이인지를 판단한다.
판단 결과, 제 1기준온도편차와 제 2기준온도편차 사이이면, 제어부(50)는, 히트펌프모드용 팽창밸브(12c)의 개도량을 현재의 상태로 계속 유지시킨다(S133).
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
10: 공조장치 12: 냉매순환라인(Line)
12a: 압축기 12b: 고압측 열교환기
12c: 히트펌프모드용 팽창밸브 12d: 실외열교환기
12e: 에어컨모드용 팽창밸브 12f: 저압측 열교환기
20: 배터리(Battery) 30: 제 1PT센서(Sensor)
40: 제 2PT센서 50: 제어부

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 압축기와, 고압측 열교환기와, 히트펌프모드용 팽창밸브와, 실외열교환기와, 에어컨모드용 팽창밸브와, 저압측 열교환기를 구비하는 히트펌프식 냉매순환라인을 포함하는 차량의 열관리 시스템에 있어서,
    상기 압축기의 흡입측 냉매순환라인상에 설치되어, 상기 압축기로 흡입되는 흡입측 냉매의 온도와 압력을 감지하는 제 1PT센서와;
    상기 압축기의 배출측 냉매순환라인상에 설치되어, 상기 압축기로부터 배출되는 배출측 냉매의 온도와 압력을 감지하는 제 2PT센서를 포함하고;
    히트펌프 모드 시에, 상기 제 1 및 제 2PT센서로부터 입력된 흡입 및 배출측 냉매의 온도와 압력에 따라 상기 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 제어하는 제어부를 더 포함하며;
    상기 제어부는,
    상기 제 1PT센서로부터 입력된 흡입측 냉매의 온도와 압력을 근거로 냉매의 과열도를 산출한 후, 산출된 냉매의 과열도에 따라서 상기 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 제어하되,
    특정 과열도 구간에서는 상기 제 2PT센서로부터 입력된 데이터를 추가적으로 이용하여 상기 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 제어하고;
    상기 제어부는,
    상기 제 1PT센서로부터 입력된 흡입측 냉매의 온도와 압력을 근거로 산출된 냉매의 과열도가,
    미리 설정된 제 1기준과열도 이하일 시에는, 상기 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 감소시키고;
    상기 제 1기준과열도보다 높게 설정된 제 2기준과열도 이상일 시에는, 상기 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 증가시키며;
    상기 제 1기준과열도보다는 크고, 상기 제 2기준과열도보다는 작은 조건일 시에는, 히트펌프 모드를 이상적인 상태로 제어할 수 있는 배출측 냉매의 최적온도를 미리 내장된 로직으로 산출하고, 산출된 배출측 냉매의 최적온도와 상기 제 2PT센서로부터 입력된 배출측 냉매의 실제온도를 근거로 상기 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 및 제 2PT센서로부터 입력된 흡,배출측 냉매의 온도,압력 데이터를 미리 내장된 아래의 [식 1]로 연산 처리하여, 상기 배출측 냉매의 최적온도를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
    [식 1]
    배출측 냉매 최적온도(T1) = (흡입측 냉매 압력／배출측 냉매 압력)＾(1-1／γ)×(흡입측 냉매 온도 ＋ 273) － 273
    (γ: 폴리트로픽(Polytropic)식과 실험으로부터 구한 흡,배출측 냉매 온도,압력 가중치)
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    산출된 배출측 냉매의 최적온도와, 감지된 배출측 냉매의 실제온도간 온도편차에 따라 상기 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배출측 냉매의 최적온도와, 상기 배출측 냉매의 실제온도간 온도편차가,
    미리 설정된 제 1기준온도편차 이하일 시에는, 상기 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 감소시키고;
    상기 제 1기준온도편차보다 크게 설정된 제 2기준온도편차 이상일 시에는, 상기 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 증가시키며;
    상기 제 1기준온도편차보다는 크고, 상기 제 2기준온도편차보다는 작은 조건일 시에는, 상기 히트펌프모드용 팽창밸브의 개도량을 현재의 상태로 유지시키는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  8. 제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 [식 1]의 가중치(γ)는, 1.01 ∼1.2 범위인 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
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