KR20080100772A - 차량용 에어컨 시스템 및 제어방법 - Google Patents

차량용 에어컨 시스템 및 제어방법 Download PDF

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Abstract

통상적인 에어컨 작동모드와 연비의 향상을 위한 절약모드를 구비하는 차량용 에어컨 시스템 및 이의 제어방법이 소개된다. 특징적으로, 그 에어컨 시스템은 절약모드가 에어컨 스위치 온 상태인 경우에만 작동가능하다. 또한, 시스템이 절약모드일 경우에는, 압축기 정지온도가 통상적인 에어컨 작동모드에 따른 압축기 정지온도(T1) 보다 높은 온도로 재설정되고, 증발기의 현재 온도(T)가 재설정된 압축기 정지온도(T2) 보다 높은 경우에 압축기가 작동된다. 이러한 에어컨 시스템에 따르면, 5% 이상의 연비절감이 가능하다.
차량, 에어컨, 연비절감, 압축기, 증발기

Description

차량용 에어컨 시스템 및 제어방법{Air-Conditioner System for Motor Vehicle and Control Method thereof}
본 발명은 통상적인 에어컨 작동모드와 연비의 향상을 위한 절약모드를 구비하는 차량용 에어컨 시스템 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량 내 탑승자의 쾌적함 및 안락함을 증대를 위한 공기조화기가 설치되어 있다. 차량용 공기조화기는 대략 에어컨 시스템과 히터 시스템으로 구성되는데, 각 시스템은 서로 결합되어 있어, 그 구분은 편의적인 것일 뿐이다.
도 1은 일반적인 차량용 공기조화기의 일부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에서 보듯이, 공기조화기는 덕트(10) 입구로 유입되는 공기를 가열하거나 냉각시키기 위한 히터(12) 및 증발기(14)를 구비한다. 덕트(10)의 출구측에는 덕트(10) 내부로의 공기 유입을 위하여 모터(15) 구동되는 블로워(16)가 설치된다.
에어컨 스위치의 온(On) 시, 에어컨 시스템은 압축기(미도시)가 작동시켜 증발기(14)의 온도를 하강시키며, 이러한 증발기(14)를 통과하는 공기는 증발기(14)와의 열교환에 의해 냉각된다. 이때, 증발기(14)의 온도가 대략 0℃ 정도가 되면 증발기(14)의 결빙이 발생되므로, 이를 방지하기 위하여 에어컨 시스템에는 압축기 를 정지시키기 위한 특정한 압축기 정지온도가 설정되어 있다. 일례로, 압축기 정지온도는 0.6℃일 수 있다.
여기서, 미설명된 부호 11은 공기조화에 외기를 사용할 것인지 내기를 사용할 것인지를 선택하기 위한 모드도어이며, 부호 13는 히터(12)에 의해 가열된 공기를 차량 내부로 공급하거나 차단하는 템프도어(temp door)이며, 부호 17은 공기의 배출방향 조절을 위한 배출도어(17)이다.
한편, 차량 운행 중의 에어컨 시스템 사용시, 특히 압축기의 작동에 따른 부하로 인하여 연비가 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 종래에 비하여 연비가 향상된 에어컨 시스템 및 제어방법의 개발이 요구된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량 실내의 쾌적성을 최적으로 유지하면서도 종래 보다 연비가 우수한 에어컨 시스템 및 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 에어컨 시스템은, 통상의 에어컨 모드가 온 상태인 경우에만 절약모드가 작동가능하도록 구성된다. 따라서, 절약모드가 오프되는 경우, 에어컨 시스템은 통상의 에어컨 작동모드로 복귀된다.
또한, 본 발명에 따른 에어컨 시스템은, 절약모드일 경우, 압축기 정지온도가 통상적인 에어컨 작동모드에 따른 압축기 정지온도(T1) 보다 높은 온도로 재설 정된다. 이 경우, 압축기는 증발기의 현재 온도(T)가 재설정된 압축기 정지온도(T2) 보다 높은 경우에 작동된다.
여기서, 압축기 정지온도(T2)는, 외기온도와 무관하게 특정 온도로 설정되거나, 외기온도에 따라 변할 수 있다.
탑승객이 일정한 온도 이상에서는 강한 냉방을 원할 확률이 높을 것이라 판단되는 경우, 압축기 정지온도(T2)를 외기온도와 무관하게 특정 온도로 재설정되도록 하는 것이 좋다.
다양한 조건하에서 탑승객이 느끼게 되는 다양한 요구를 충족하기 위해서는, 재설정되는 압축기 정지온도(T2)가 외기온도에 따라 변하도록 하는 것이 좋다. 냉방은 내기온도를 외기온도 보다 몇도만 낮게 하는 것으로도 충분한 경우가 많으므로, 재설정되는 압축기 정지온도(T2)가 외기온도에 따라 변하게 하는 것은, 냉방에 대한 탑승자 요구를 충족시킬 수 있을 뿐만 아니라 연비절감에 효과적이다.
다수의 테스트 및 경험상의 결과로서, 압축기 정지온도(T2)의 재설정은 외기온도 10~30℃ 범위 내에서 실시되는 것으로 족하다. 외기온도 10℃ 미만에서 탑승객이 에어컨 스위치를 온 시키는 것은, 창문 김 서림 방지 등의 이유에서 강한 냉방을 원할 경우일 확률이 높다. 외기온도가 30℃를 초과하는 경우에는, 무더운 날씨이므로 절약모드의 필요성은 상당히 적다.
상술한 바와 같은 에어컨 시스템 및 제어방법에 따르면, 차량 실내의 쾌적성을 최적으로 유지하면서도 종래 보다 연비를 향상시킬 수 있다. 특히, 본 발명에 따를 경우, 5% 이상의 연비절감이 가능하다.
이하 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 차량용 에어컨 시스템 및 제어방법의 구체적인 실시예를 살펴본다.
[실시예 1]
도 2를 참조하여, 절약모드일 경우, 압축기 정지온도(T2)를 외기온도와 무관하게 특정 온도로 재설정하는 에어컨 시스템 및 제어방법을 설명한다.
통상의 에어컨 작동모드일 경우, 에어컨 시스템은 증발기의 현재온도(T)가 설정된 압축기 정지온도(T1) 보다 높을 때 작동되며, 그 보다 낮을 때 오프된다. 당연하게도, 압축기 정지온도에서의 에어컨 시스템의 온/오프 작동에는 T1~T1'(약 1℃)의 히스터리시스가 존재한다.
절약모드일 경우, 에어컨 시스템의 압축기 정지온도를 T1에서 T2로 상승된다. 바람직하게는, T2는 T1 보다 5~6℃ 정도 높다. 압축기 정지온도의 상승으로 인하여, 차량 실내는 상대적으로 약냉방되는데, 특히, 증발기의 온도가 새로이 설정된 압축기 정지온도(T2) 부근에 있을 경우, 에어컨 시스템은 급격하게 오프되는 현상이 발생한다. 따라서, 이러한 절약모드는 봄, 가을과 같이 탑승객의 냉방요구가 상대적으로 강하지 않는 시기에 적합하다.
제어방법을 살펴보면, 시스템은 통상적인 에어컨 스위치의 온/오프를 확인한다. 에어컨 스위치가 오프(Off)이면 압축기를 오프시키고, 에어컨 스위치가 온(On)이면, 절약스위치가 온상태인지 확인한다. 절약스위치가 오프(Off)이면, 통상적인 에어컨 작동모드에 따라 시스템을 작동시킨다. 이 경우, 도 2에서 보듯이, 압축기는 증발기의 온도가 T1에서 온되며, 증발기의 온도가 낮아져 T1'에 이르면 오프된다. T1~T1'는 압축기 정지온도의 히스터리시스 영역이다.
한편, 에어컨 스위치와 절약모드가 모두 오(On)인 경우, 압축기 정지온도는 T1으로부터 T2로 수정 설정된다. 압축기 정지온도가 상승함에 따라 절약난방이 시작된다. 이 경우, 압축기는 증발기의 온도가 T2에서 온되며, 증발기의 온도가 낮아져 T2'에 이르면 오프된다.
[실시예 2]
도 3 및 도 4를 참조하여, 절약모드일 경우, 압축기 정지온도(T2)를 외기온도에 따라 변화시키는 에어컨 시스템 및 제어방법에 관하여 설명한다.
통상의 에어컨 작동모드일 경우, 시스템의 작동은 앞서의 실시예 1에서와 동일하다.
절약모드일 경우, 에어컨 시스템의 압축기 정지온도는 T1에서 T2로 상승된다. 실시예 1과 다른 것은, 재설정되는 압축기 정지온도(T2)가 외기온도에 적응하여 변화한다는 것이다. 구체적으로 재설정 압축기 정지온도(T2)는, 도 3에서 보듯이, 외기온도가 10~20℃의 범위에서는 외기온도의 증가에 따라 순차적 또는 연속적으로 상승하며, 외기온도가 20~25℃일 경우 일정하게 유지되며, 외기온도가 25~30℃의 범위에서는 외기온도의 증가에 따라 순차적 또는 연속적으로 감소된다. 외기온도가 10℃ 보다 작거나 30℃ 보다 높을 경우에는, 통상의 에어컨 작동모드에 따라 작동된다.
실시예 2에 따른 에어컨 시스템의 제어방법은 앞서의 실시예 1과 동일하다.
다만, 에어컨 스위치와 절약모드가 모두 오(On)인 경우, 압축기 정지온도는 T1으로부터 T2로 수정 설정된다. 이때, T2는 외기온도 10~30℃이 구간에서 외기온도에 따라 변화된다.
도 4를 참조하여, 실시예 2의 시스템 및 제어방법에 따른 연비 향상효과를 살펴본다.
도 4에서, 왼쪽 그림은 절약모드 적용시의 시스템 제어패턴이 도시된 것이며, 오른쪽 그림은 절약모드 미적용시의 시스템 제어패턴이 도시된 것이다.
도 4의 오른쪽 그림에서 보듯이, 절약모드 미적용시 시스템은 3℃ 이상에서 항상 작동한다. 반면에, 외쪽 그림에서 보듯이, 절약모드 적용시 시스템은 압축기 가동율을 신축적으로 변화시키므로, 사다리꼴 형태로 표시된 ECO 영역만큼의 연비절감 효과를 얻을 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음이 이해될 필요가 있다.
도 1은 일반적인 차량용 공기조화기의 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 에어컨 제어방법의 설명을 위한 순서도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 에어컨 제어방법의 설명을 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 에어컨 제어방법에 의한 연비 절약효과를 설명하기 위한 도면,
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※
10 : 덕트 11 : 모드도어
12 : 히터코어 13 : 온도도어
14 : 증발기 15 : 모터
16 : 블로워 17 : 배출도어

Claims (7)

  1. 통상적인 에어컨 작동모드와, 압축기의 가동율을 낮추어 연비를 향상시키기 위한 절약모드를 구비하는 차량용 에어컨 시스템에 있어서,
    상기 절약모드는 통상의 에어컨 작동모드가 온 상태인 경우에만 작동가능하며, 시스템이 절약모드일 경우에는, 압축기 정지온도가 통상적인 에어컨 작동모드에 따른 압축기 정지온도(T1) 보다 높은 온도로 재설정되고, 증발기의 현재 온도(T)가 재설정된 압축기 정지온도(T2) 보다 높은 경우에 압축기가 작동되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 재설정되는 압축기 정지온도(T2)는, 최초 압축기 정지온도(T1) 보다 5℃ 이상 높은 특정온도인 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 재설정되는 압축기 정지온도(T2)는 외기온도에 따라 변하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 압축기 정지온도(T2)는, 외기온도가 10~30℃의 범위에 있을 때, 외기온도에 따라 변하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨 시스템.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 재설정 압축기 정지온도(T2)는, 외기온도 가 10~20℃일 경우 외기온도의 증가에 따라 순차적으로 상승하며, 외기온도가 20~25℃일 경우 일정하게 유지되며, 외기온도가 25~30℃일 경우 외기온도의 증가에 따라 순차적으로 감소됨을 특징으로 하는 차량용 에어컨 시스템.
  6. 통상적인 에어컨 작동모드와, 압축기의 가동율을 낮추어 연비를 향상시키기 위한 절약모드를 구비하는 차량용 에어컨 시스템의 제어방법에 있어서,
    통상적인 에어컨 작동모드의 온/오프를 확인하여, 오프(Off)이면 압축기를 오프시키는 단계;
    전 단계에서 통상적인 에어컨 작동모드가 온(On)이면, 절약모드가 온인지 확인하는 단계;
    전 단계에서 절약모드가 오프(Off)이면, 통상적인 에어컨 작동모드에 따라 시스템을 작동시키고,
    전 단계에서 절약모드가 온(On)이면, 압축기 정지온도를 통상적인 에어컨 작동모드에 따른 압축기 정지온도(T1) 보다 높은 특정온도로 상승시키고, 증발기의 현재 온도가 재설정된 압축기 정지온도(T2) 보다 높은 조건하에서, 압축기를 작동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨 시스템의 제어방법.
  7. 통상적인 에어컨 작동모드와, 압축기의 가동율을 낮추어 연비를 향상시키기 위한 절약모드를 구비하는 차량용 에어컨 시스템의 제어방법에 있어서,
    통상적인 에어컨 작동모드의 온/오프를 확인하여, 오프(Off)이면 압축기를 오프시키는 단계;
    전 단계에서 통상적인 에어컨 작동모드가 온(On)이면, 절약모드가 온인지 확인하는 단계;
    전 단계에서 절약모드가 오프(Off)이면, 통상적인 에어컨 작동모드에 따라 시스템을 작동시키고,
    전 단계에서 절약모드가 온(On)이면, 압축기 정지온도를 통상적인 에어컨 작동모드에 따른 압축기 정지온도(T1) 보다 높은 특정온도로 상승시키되, 재설정되는 압축기 정지온도(T2)를 외기온도에 따라 변화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨 시스템의 제어방법.
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