KR20080066365A - 축냉기를 구비한 차량용 공조장치의 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공조케이스의 내부로 공기를 공급하는 송풍기가 설치되고, 공조케이스의 송풍 유로상에는 상기 송풍기에 의해 유입된 공기를 열교환에 의해 냉각시키는 증발기 및 증발기를 통과한 공기와 열교환하여 냉기를 축적할 수 있는 축냉기가 설치되는 차량용 공조장치의 제어방법에 관한 것으로서, 차량 엔진 구동 중 엔진을 정지시키기 위한 아이들 스톱 신호 발생 시 증발기 온도값 및 축냉기내의 축냉제 온도값을 검출하는 단계와; 상기 검출된 증발기 온도값으로부터 축냉제 온도값을 차감한 연산 온도값과 설정된 축냉제 축냉 완료 판단 온도값을 비교하는 단계와; 상기 연산 온도값이 축냉제 축냉 완료 판단 온도값보다 크면 엔진을 정지시켜 압축기를 정지시키고, 크지 않으면 엔진을 계속 구동시켜 압축기를 가동시키는 단계와; 상기 연산 온도값이 축냉제 축냉 완료 판단 온도값보다 커서 압축기가 정지되면 축냉제의 온도값을 검출하여 검출된 축냉제 온도값과 설정된 축냉제 방열 판단 온도값을 비교하는 단계와; 상기 축냉제 온도값이 축냉제 방열 판단 온도값보다 크면 엔진을 재구동시켜 압축기를 가동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
축냉기, 공조장치

Description

축냉기를 구비한 차량용 공조장치의 제어방법{THE CONTROL METHOD OF AIR CONDITIONER FOR VEHICLE WITH ICE ACCUMULATOR}
도 1은 종래의 차량용 공조장치의 일례를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따라 차량 엔진 구동 중 아이들 스톱 신호 발생 시의 제어방법을 나타내는 흐름도.
도 3은 본 발명에 따라 차량 주행 시의 제어방법을 나타내는 흐름도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 냉장 보관기(축냉기) 3 : 증발기
4 : 케이싱 5 : 송풍기
6 : 히터 코어 7 : 내외기 절환용 도어
8 : 에어믹스 도어 9,10,11 : 취출모드 절환용 도어
본 발명은 차량용 공조장치의 제어방법에 관한 것으로서, 특히 차량 엔진 정지와 동시에 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기로 이루어진 냉동 사이클의 순환이 정지된 경우라도 차내 온도의 상승을 방지할 수 있도록 하는 축냉기를 구비한 차량용 공조장치의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에는 실내의 쾌적한 환경을 위한 편의 시설로서 소정의 공조장치가 구비되어 있다. 이러한 차량용 공조장치는 겨울철에는 소정의 히터를 가동시켜 실내 온도를 높이는 난방 기능을 수행하고, 여름철에는 소정의 에어컨을 가동시켜 실내 온도를 낮추는 냉방 기능을 수행함으로써 운전자를 포함하는 탑승자들이 쾌적한 느낌을 받도록 하고 있다.
차량용 공조장치의 구성을 구체적으로 살펴보면, 각각의 위치에 설치되는 실내/외 온도 센서, 일사량 센서, 습도 센서, 증발기 온도 센서, 냉각수 온도 센서, 유해 가스 감지 센서로부터 감지되는 값이 제어 유니트에 입력되고, 상기 제어 유니트는 이 값을 연산하여 송풍기의 내/외기 전환 도어, 송풍기 모터, 온도 조절 도어, 및 각 벤트들의 도어들의 구동 전압을 출력 제어함으로써 내/외기 유입, 풍량, 온도, 및 풍향에 대한 공조 모드를 자동적으로 제어하도록 이루어져 있다.
예컨대, 실내 온도 센서에 의해 감지되는 실내 온도 정보, 실외 온도 센서에 의하여 감지되는 실외 온도 정보, 일사량 센서에 의하여 감지되는 일사량 정보, 습도 센서에 의하여 감지되는 차내 습도 정보, 증발기 온도 센서에 의하여 감지되는 증발기 온도 정보, 냉각수 온도 센서에 의하여 감지되는 냉각수 온도 정보, 유해 가스 감지 센서에 의하여 감지되는 유해 가스 농도 등의 아날로그 신호가 소정의 A/D 변환기에 의하여 디지털 신호로 변환되어 제어 유니트로 입력된다.
그러면, 제어 유니트는 상기 입력 신호들에 따라 풍량 조절 전압, 내/외기 위치 전압, 온도 조절 위치 전압, 및 풍량 위치 전압을 피드백 출력 제어하여 송풍 기 모터, 내/외기 전환 도어, 온도 조절 도어, 및 벤트들의 도어들이 적절하게 동작하도록 이들의 구동부에 출력되는 전압을 제어함으로써 차량 실내/외 환경에 따라 공조 조절 모드가 자동적으로 수행된다.
한편, 최근 환경을 보호하고 차량 엔진의 연비 향상을 위하여, 교통 신호 대기 등과 같은 정차 시에 엔진을 자동적으로 정지시키는 차량(예컨대, 하이브리드(hybrid vechicle) 차량과 같이 경제적으로 주행하는 차량)이 실용화되고 있고, 이후, 다수의 이러한 유형의 차량들이 증가되고 있는 추세에 있다.
차량용 공조장치에서 냉동 사이클을 구성하는 압축기는 대체로 차량 엔진에 의하여 구동되는데, 전술한 경제적인 주행 차량에서, 엔진이 정지될 때마다 압축기도 정지되며, 이 경우 하절기에 냉방용 증발기의 온도는 증가하여 차량 객실로 송풍되는 공기의 온도도 증가하게 됨에 따라 차량 객실의 승객이 느끼는 냉방성을 떨어뜨리게 된다.
최근 들어 엔진 정지와 동시에 냉동 사이클의 순환이 정지된 경우라도 차내 온도의 상승을 방지할 수 있도록 한 기술이 개발되고 있는 바, 이에 대한 종래 기술의 일례로 일본국 공개특허 2000-318431호의 차량용 공조장치에서 찾아 볼 수 있다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치의 일례를 나타낸 도면이다.
도시한 바와 같이 차량용 공조장치는 케이싱(4) 내부에 냉동 사이클을 구성하는 증발기(3) 및 냉장 보관기(축냉기)(2)를 구비하고 있다.
또한, 상기 케이싱(4)에는 공기를 실내에 송풍하기 위한 송풍기(5), 공기를 따뜻하게 하고, 차내에 온풍을 취출하는 히터 코어(6), 내외기 절환용 도어(7), 에어믹스 도어(8) 및 취출모드 절환용 도어(9)(10)(11)가 구비되어 있다.
상기와 같이 구성된 공조장치는 내외기 절환용 도어(7) 및 송풍기(5)를 작동시키고, 공기를 케이싱(4)에 통풍시키는 경우 증발기(3) 사이를 통풍하는 공기는 증발기(3)을 통류하는 매체와 열교환되어 냉각되고, 에어믹스 도어(8)의 작동에 따라서 온,냉풍이 혼합됨과 아울러 온도 조정이 되며, 취출모드 절환용 도어(9)(10)(11)의 작동에 따라 소정의 취출구로 차내에 공기가 송풍된다.
그리고, 엔진의 구동이 정지됨과 동시에 압축기가 정지하게 되면, 증발기(3)를 통과하는 냉매의 순환이 정지되고, 이에 따라 축냉기(2)에 축냉되어져 있던 냉기가 차내에 송풍되어 차실내의 승온을 방지할 수 있게 된다.
그런데, 이러한 공조장치는 엔진을 정지시키기 위한 아이들 스톱(IDLE STOP) 시 배터리 용량이나 차량 상태에 의해서만 엔진 정지를 결정하고 있다. 따라서, 아이들 스톱이 반복됨으로써 축냉기(2)의 축냉제가 충분히 냉기를 축적하지 못할 수 있고, 축냉기(2)의 용량에 일정한 제한이 있음으로써 일정 시간이 경과하게 되면 축냉기의 냉기 토출이 불가능한 경우가 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 차량이 주행하여 엔진이 구동 중일 경우에는 압축기가 가동하여 축냉기가 계속적으로 냉기를 축적하여 과냉됨으로써 압축기에 의해 동력이 손실되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량의 아이 들 스톱 시에도 축냉기가 냉기를 충분히 축적할 수 있도록 하고, 축냉기를 통해 냉기를 지속적으로 토출할 수 있도록 하는 축냉기를 구비한 차량용 공조장치의 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 차량이 주행 중일 경우라도 축냉기가 과냉되는 것을 방지하여 압축기에 의한 동력 손실을 저감할 수 있도록 하는 축냉기를 구비한 차량용 공조장치의 제어방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 축냉기를 구비한 차량용 공조장치의 제어방법의 제 1실시 형태는, 공조케이스의 내부로 공기를 공급하는 송풍기가 설치되고, 공조케이스의 송풍 유로상에는 상기 송풍기에 의해 유입된 공기를 열교환에 의해 냉각시키는 증발기 및 증발기를 통과한 공기와 열교환하여 냉기를 축적할 수 있는 축냉기가 설치되는 차량용 공조장치의 제어방법으로서, 차량 엔진 구동 중 엔진을 정지시키기 위한 아이들 스톱 신호 발생 시 증발기 온도값 및 축냉기내의 축냉제 온도값을 검출하는 단계와; 상기 검출된 증발기 온도값으로부터 축냉제 온도값을 차감한 연산 온도값과 설정된 축냉제 축냉 완료 판단 온도값을 비교하는 단계와; 상기 연산 온도값이 축냉제 축냉 완료 판단 온도값보다 크면 엔진을 정지시켜 압축기를 정지시키고, 크지 않으면 엔진을 계속 구동시켜 압축기를 가동시키는 단계와; 상기 연산 온도값이 축냉제 축냉 완료 판단 온도값보다 커서 압축기가 정지되면 축냉제의 온도값을 검출하여 검출된 축냉제 온도값과 설정된 축냉제 방열 판단 온도값을 비교하는 단계와; 상기 축냉제 온도값이 축냉제 방열 판단 온도값보다 크면 엔진을 재구동시켜 압축기를 가동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 축냉제 온도값이 축냉제 방열 판단 온도값보다 크지 않으면 송풍기가 가동 중일 경우 일정 시간이 경과한 후에 송풍기의 풍량을 감소시키는 것이 좋다.
본 발명에 따른 축냉기를 구비한 차량용 공조장치의 제어방법의 제 2실시 형태는, 공조케이스의 내부로 공기를 공급하는 송풍기가 설치되고, 공조케이스의 송풍 유로상에는 상기 송풍기에 의해 유입된 공기를 열교환에 의해 냉각시키는 증발기 및 증발기를 통과한 공기와 열교환하여 냉기를 축적할 수 있는 축냉기가 설치되는 차량용 공조장치의 제어방법으로서, 차량 엔진 구동 시 증발기 온도값 및 축냉기내의 축냉제 온도값을 검출하는 단계와; 상기 검출된 증발기 온도값으로부터 축냉제 온도값을 차감한 연산 온도값과 설정된 축냉제 축냉 완료 판단 온도값을 비교하는 단계와; 상기 연산 온도값이 축냉제 축냉 완료 판단 온도값보다 크면 일정 시간 동안 압축기를 정지시키거나 압축기의 냉매 토출 용량을 감소시키고, 크지 않으면 엔진을 계속 구동시켜 압축기를 가동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따라 차량 엔진 구동 중 아이들 스톱 신호 발생 시의 제어방법을 나타내는 흐름도이다. 본 발명에 적용되는 차량용 공조장치는, 공조케이스 의 내부로 공기를 공급하는 송풍기가 설치되고, 공조케이스의 송풍 유로상에는 상기 송풍기에 의해 유입된 공기를 열교환에 의해 냉각시키는 증발기 및 증발기를 통과한 공기와 열교환하여 냉기를 축적할 수 있는 축냉기가 설치된다.
먼저, 차량이 주행하는 엔진 구동 중에 정차 등과 같이 엔진을 정지시키기 위한 아이들 스톱 신호가 발생되면 소정의 센서로 증발기 온도값 및 축냉기내의 축냉제 온도값을 검출한다(S110),(S120).
이어서, 상기 검출된 증발기 온도값으로부터 축냉제 온도값을 차감한 연산 온도값과 기 설정된 축냉제 축냉 완료 판단 온도값(예컨대, 2~3℃)을 비교하여 상기 연산 온도값이 축냉제 축냉 완료 판단 온도값보다 크면 축냉기가 냉기를 충분히 축적하고 있는 것으로 판단하여 엔진을 정지시켜 압축기를 정지시킨다(S130),(S150).
그러나, 상기 검출된 증발기 온도값으로부터 축냉제 온도값을 차감한 연산 온도값과 설정된 축냉제 축냉 완료 판단 온도값을 비교하여 상기 연산 온도값이 축냉제 축냉 완료 판단 온도값보다 크지 않으면 축냉기가 냉기를 충분히 축적하고 있지 않은 것으로 판단하여 축냉기에 냉기가 더 축적될 수 있도록 엔진을 계속 구동시켜 압축기를 가동시킨다(S130),(S140).
이어서, 상기 연산 온도값이 축냉제 축냉 완료 판단 온도값보다 커서 압축기가 정지되면 축냉제의 온도값을 검출하고 검출된 축냉제 온도값과 기 설정된 축냉제 방열 판단 온도값(예컨대, 15~20℃)을 비교하여, 상기 축냉제 온도값이 축냉제 방열 판단 온도값보다 크면 축냉기가 방열된 것으로 판단하여 축냉기에 냉기가 축 적될 수 있도록 엔진을 재구동시켜 압축기를 가동시킨다(S160),(S180).
그러나, 상기 연산 온도값이 축냉제 축냉 완료 판단 온도값보다 커서 압축기가 정지되면 축냉제의 온도값을 검출하고 검출된 축냉제 온도값과 설정된 축냉제 방열 판단 온도값을 비교하여, 상기 축냉제 온도값이 축냉제 방열 판단 온도값보다 크지 않으면 축냉기가 아직 방열되지 않은 것으로 판단하여 송풍기가 가동 중일 경우 냉방 효과가 오랫동안 지속될 수 있도록 일정 시간(예컨대, 10초) 경과 후 송풍기의 풍량을 감소시킨다(S160),(S170).
도 3은 본 발명에 따라 차량 주행 시의 제어방법을 나타내는 흐름도로서, 동력 손실을 저감할 수 있는 일종의 Economic 모드에 관한 것이다.
먼저, 차량이 주행하여 엔진이 구동 중일 때 소정의 센서로 증발기 온도값 및 축냉기내의 축냉제 온도값을 검출한다(S210),(S220).
이어서, 상기 검출된 증발기 온도값으로부터 축냉제 온도값을 차감한 연산 온도값과 기 설정된 축냉제 축냉 완료 판단 온도값(예컨대, 2~3℃)을 비교하여, 상기 연산 온도값이 축냉제 축냉 완료 판단 온도값보다 크면 축냉기가 냉기를 충분히 축적하고 있는 것으로 판단하여 일정 시간 동안 압축기를 정지시키거나 압축기의 냉매 토출 용량을 감소시킨다(S230),(S240). 즉, 축냉기가 충분히 냉각되어 있기 때문에 압축기에 의한 동력 소모를 저감시킬 수 있도록 고정 용량형 압축기인 경우에는 압축기를 정지시키고, 가변 용량형인 경우에는 냉매 토출 용량을 감소시키는 것이다.
그러나, 상기 검출된 증발기 온도값으로부터 축냉제 온도값을 차감한 연산 온도값과 기 설정된 축냉제 축냉 완료 판단 온도값을 비교하여, 상기 연산 온도값이 축냉제 축냉 완료 판단 온도값보다 크지 않으면 축냉기가 냉기를 충분히 축적하고 있지 않은 것으로 판단하여 축냉기에 냉기가 더 축적될 수 있도록 엔진을 계속적으로 구동시켜 압축기를 가동시킨다(S230),(S250).
한편, 본 발명에 따른 축냉기를 구비한 차량용 공조장치의 제어방법을 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다. 예컨대, 축냉제 축냉 완료 판단 온도값 및 축냉제 방열 판단 온도값은 상황에 맞도록 적절히 변경할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 축냉기를 구비한 차량용 공조장치의 제어방법은, 축냉기의 냉기를 충분히 축적하고 효율적으로 사용함으로써 차량의 실내 쾌적성을 유지시킬 수 있는 잇점이 있다. 또한, 차량 주행 중에도 축냉기의 과냉을 방지함으로써 압축기에 의한 동력 손실을 저감시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims (3)

  1. 공조케이스의 내부로 공기를 공급하는 송풍기가 설치되고, 공조케이스의 송풍 유로상에는 상기 송풍기에 의해 유입된 공기를 열교환에 의해 냉각시키는 증발기 및 증발기를 통과한 공기와 열교환하여 냉기를 축적할 수 있는 축냉기가 설치되는 차량용 공조장치의 제어방법으로서,
    차량 엔진 구동 중 엔진을 정지시키기 위한 아이들 스톱 신호 발생 시 증발기 온도값 및 축냉기내의 축냉제 온도값을 검출하는 단계와;
    상기 검출된 증발기 온도값으로부터 축냉제 온도값을 차감한 연산 온도값과 설정된 축냉제 축냉 완료 판단 온도값을 비교하는 단계와;
    상기 연산 온도값이 축냉제 축냉 완료 판단 온도값보다 크면 엔진을 정지시켜 압축기를 정지시키고, 크지 않으면 엔진을 계속 구동시켜 압축기를 가동시키는 단계와;
    상기 연산 온도값이 축냉제 축냉 완료 판단 온도값보다 커서 압축기가 정지 되면 축냉제의 온도값을 검출하여 검출된 축냉제 온도값과 설정된 축냉제 방열 판단 온도값을 비교하는 단계와;
    상기 축냉제 온도값이 축냉제 방열 판단 온도값보다 크면 엔진을 재구동시켜 압축기를 가동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 축냉기를 구비한 차량용 공조장치의 제어방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 축냉제 온도값이 축냉제 방열 판단 온도값보다 크지 않으면 송풍기 가동 시 일정 시간 경과 후 송풍기의 풍량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 축냉기를 구비한 차량용 공조장치의 제어방법.
  3. 공조케이스의 내부로 공기를 공급하는 송풍기가 설치되고, 공조케이스의 송풍 유로상에는 상기 송풍기에 의해 유입된 공기를 열교환에 의해 냉각시키는 증발기 및 증발기를 통과한 공기와 열교환하여 냉기를 축적할 수 있는 축냉기가 설치되는 차량용 공조장치의 제어방법으로서,
    차량 엔진 구동 시 증발기 온도값 및 축냉기내의 축냉제 온도값을 검출하는 단계와;
    상기 검출된 증발기 온도값으로부터 축냉제 온도값을 차감한 연산 온도값과 설정된 축냉제 축냉 완료 판단 온도값을 비교하는 단계와;
    상기 연산 온도값이 축냉제 축냉 완료 판단 온도값보다 크면 일정 시간 동안 압축기를 정지시키거나 압축기의 냉매 토출 용량을 감소시키고, 크지 않으면 엔진을 계속 구동시켜 압축기를 가동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 축냉기를 구비한 차량용 공조장치의 제어방법.
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