KR20090058190A - 전기자동차 또는 연료전지차용 압축기 제어장치 및 방법 - Google Patents

전기자동차 또는 연료전지차용 압축기 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

전기자동차 또는 연료전지차의 배터리 충전상태와 압축기의 소비전력을 비교하여 압축기의 구동모드를 판단하고, 그 판단결과에 따라 압축기를 제어하도록 한 압축기 제어장치 및 방법을 제시한다. 제시한 압축기 제어장치는, 전기자동차 또는 연료전지차의 배터리 충전상태, 압축기의 소비전력을 감지하는 감지부; 감지부로부터의 배터리 충전상태 및 소비전력을 비교하여 압축기의 구동모드를 판단하는 판단부; 및 판단부의 판단결과에 따라 압축기를 제어하기 위한 제어신호를 발생하는 제어부를 포함한다. 이러한 본 발명에 의하면, 전기자동차 또는 연료전지차의 배터리 충전상태와 압축기의 소비전력을 비교하여 압축기의 구동모드를 판단하고, 그 판단결과에 따라 압축기를 제어함으로써, 전기자동차 또는 연료전지차의 전력소비를 최소화하는 것이 가능하다.

Description

전기자동차 또는 연료전지차용 압축기 제어장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING COMPRESSOR IN AN ELECTRIC AUTOMOBILE AND FUEL CELL ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기자동차 또는 연료전지차의 압축기를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기자동차 또는 연료전지차의 전력소비를 최소화하는 압축기 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적인 자동차용 공기조화장치는 자동차의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스 템과 자동차의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함한다. 냉방시스템은 압축기의 구동에 의하여 토출되는 열교환매체가 응축기, 리시버 드라이어, 팽창밸브 및 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환하는 과정에서 증발기에 의한 열교환에 의하여 자동차의 실내를 냉방하도록 구성되며, 난방시스템은 냉각수를 히터로 유입하여 열교환시킴으로써 실내를 난방하도록 구성된다.
종래의 전기자동차 또는 연료전지차용 공기조화장치에서는 차량의 운행상태 및 연료잔류량과는 무관하게 압축기가 작동하여 배터리가 소모되는 문제점이 있다. 또한, 배터리의 소모로 인해 전기자동차의 연비가 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 감안하여 제안된 것으로, 전기자동차 또는 연료전지차의 배터리 충전상태와 압축기의 소비전력을 비교하여 압축기의 구동모드를 판단하고, 그 판단결과에 따라 압축기를 제어하도록 한 압축기 제어장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 압축기 제어장치는, 전기자동차 또는 연료전지차에 설치된 공기조화장치의 압축기를 제어하는 장치에 있어서, 전기자동차 또는 연료전지차의 배터리 충전상태, 압축기의 소비전력을 감지하는 감지부; 감지부로부터의 배터리 충전상태 및 소비전력을 비교하여 압축기의 구동모드를 판단하는 판단부; 및 판단부의 판단결과에 따라 압축기를 제어하기 위한 제어신호를 발생하는 제어부를 포함한다.
감지부는, 전기자동차 또는 연료전지차의 배터리 충전상태를 감지하는 배터리감지모듈; 및 압축기의 소비전력을 감지하는 압축기감지모듈을 포함한다.
판단부는, 배터리 충전상태가 압축기 소비전력보다 작으면 절약모드로 판단하고, 배터리 충전상태가 압축기 소비전력보다 크면 일반모드로 판단한다.
제어부는, 판단부에서 절약모드로 판단하면 압축기 모터의 회전감소로 인해 발생하는 토출온도의 상승을 보상하기 위해 템프도어 엑츄에이터를 연동하여 자동차의 실내로 토출되는 온도를 낮게 제어한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 압축기 제어방법은, 전기자동차 또는 연료전지차에 설치된 공기조화장치의 압축기를 제어하는 방법에 있어서, 감지부가, 전기자동차 또는 연료전지차의 배터리 충전상태, 압축기의 소비전력을 감지하는 감지단계; 판단부가, 감지부로부터의 배터리 충전상태 및 소비전력을 비교하여 압축기의 구동모드를 판단하는 판단단계; 및 제어부가, 판단부의 판단결과에 따라 압축기를 제어하기 위한 제어신호를 발생하는 제어단계를 포함한다.
판단단계에서, 판단부는 배터리 충전상태가 압축기 소비전력보다 작으면 절약모드로 판단하고, 배터리 충전상태가 압축기 소비전력보다 크면 일반모드로 판단한다.
제어단계에서는, 판단단계에서 절약모드로 판단하면 제어부가 압축기 모터의 회전감소로 인해 발생하는 토출온도의 상승을 보상하기 위해 템프도어 엑츄에이터를 연동하여 자동차의 실내로 토출되는 온도를 낮게 제어한다.
본 발명에 의하면, 전기자동차 또는 연료전지차의 배터리 충전상태와 압축기의 소비전력을 비교하여 압축기의 구동모드를 판단하고, 그 판단결과에 따라 압축기를 제어함으로써, 전기자동차 또는 연료전지차의 전력소비를 최소화하는 것이 가능하다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압축기 제어장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 압축기 제어장치는 감지부(100), 판단부(200), 제어부(300)를 포함한다.
감지부(100)는 배터리감지모듈(110), 압축기감지모듈(120)을 포함한다.
배터리감지모듈(110)은 전기자동차 또는 연료전지차의 배터리 충전상태를 감지한다.
압축기감지모듈(120)은 압축기(500)의 소비전력을 감지한다.
판단부(200)는 감지부(100)로부터의 배터리 충전상태 및 압축기(500)의 현재 소비전력을 비교하여 압축기(500)의 구동모드를 판단한다. 여기서, 판단부(200)는 배터리 충전상태가 압축기(500)의 현재 소비전력보다 작으면 절약모드로 판단하고, 배터리 충전상태가 압축기(500)의 현재 소비전력보다 크면 일반모드로 판단한다. 예를 들면, 용량이 40㎾인 배터리와 소비전력이 4㎾인 압축기(500)가 설치된 전기자동차 또는 연료전지차에서 판단부(200)는 배터리의 잔량이 4㎾이상이면 일반모드로 판단하고, 배터리의 잔량이 4㎾미만이면 절약모드로 판단한다.
제어부(300)는 판단부(200)의 판단결과에 따라 압축기(500)를 제어하기 위한 제어신호를 발생한다. 여기서, 제어부(300)는 판단부(200)의 판단결과에 따라 압축 기(500)와 연결된 모터(400)의 회전속도를 제어하기 위한 제어신호를 발생하여 압축기(500)를 제어한다. 예를 들면, 제어부(300)는 판단부(200)에서 절약모드로 판단하면 절약구동신호를 발생하여 모터(400)의 회전속도를 제어한다. 제어부(300)는 판단부(200)에서 일반모드로 판단하면 일반구동신호를 발생하여 모터(400)의 회전속도를 제어한다. 제어부는 판단부에서 절약모드로 판단하면 모터(400)의 회전감소로 인해 발생하는 토출온도의 상승을 보상하기 위해 템프도어 엑츄에이터(600)를 연동하여 자동차의 실내로 토출되는 온도를 낮게 제어한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압축기 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
전기자동차 또는 연료전지차의 운행 중에 운전자가 공기조화장치를 켜면, 감지부(100)는 배터리 충전상태 및 압축기(500)의 소비전력을 감지한다(S10). 여기서, 배터리감지모듈(110)은 배터리의 충전상태를 감지한다. 압축기감지모듈(120)은 압축기(500)의 현재 소비전력을 감지한다. 여기서, 배터리의 충전상태 및 압축기(500)의 현재 소비전력을 감지하는 방법은 캔(CAN)통신을 이용하여 필요한 정보를 송수신한다.
판단부(200)는 감지부(100)로부터의 배터리 충전상태 및 압축기(500)의 현재 소비전력을 비교하여 압축기(500)의 구동모드를 판단한다(S20). 여기서, 판단부(200)는 배터리 충전상태가 압축기(500)의 현재 소비전력보다 작으면 절약모드로 판단하고, 배터리 충전상태가 압축기(500)의 현재 소비전력보다 크면 일반모드로 판단한다. 예를 들면, 판단부(200)는 용량이 40㎾인 배터리의 충전상태가 10%미만이고 압축기(500)의 현재 소비전력이 4㎾이면 절약모드로 판단한다. 판단부(200)는 용량이 40㎾인 배터리의 충전상태가 10%이상이고 압축기(500)의 현재 소비전력이 4㎾이면 일반모드로 판단한다.
판단부(200)에서 일반모드로 판단하면(S20;YES), 제어부(300)는 압축기(500)를 일반모드로 구동시키기 위해 일반구동신호를 발생한다(S30). 여기서, 제어부(300)는 압축기(500)의 구동모드를 제어하기 위해 압축기(500)를 구동시키는 모터(400)로 일반구동신호를 보낸다.
압축기(500)는 제어부(300)로부터 일반구동신호를 수신하여 회전하는 모터(400)에 의해 일반모드로 구동된다(S40). 여기서, 압축기(500)의 일반모드는 모터(400)가 1500RPM ~ 8600RPM으로 회전하여 압축기(500)를 제어하는 구동모드이다.
제어부(300)는 판단부(200)에서 절약모드로 판단하면 압축기(500)를 절약모드로 구동시키기 위해 절약구동신호를 발생한다(S50). 여기서, 제어부(300)는 압축기(500)의 구동모드를 제어하기 위해 압축기(500)를 구동시키는 모터(400)로 절약구동신호를 보낸다.
압축기(500)는 제어부(300)로부터 절약구동신호를 수신하여 회전하는 모터(400)에 의해 절약모드로 구동된다(S60). 여기서, 압축기(500)의 절약모드는 모터(400)가 일반모드의 회전속도보다 느리게 회전하여 압축기(500)를 제어하는 구동모드이다. 예를 들면, 압축기(500)의 일반모드에서 모터(400)가 4000RPM으로 회전하는 중에 압축기(500)의 구동모드가 절약모드로 변경되면, 모터(400)는 소비전력 제한값에 맞도록 4000RPM보다 작은 RPM 값으로 회전한다. 이처럼, 전기자동차 또는 연료전지차의 배터리 충전상태와 압축기(500)의 소비전력을 비교하여 압축기(500)의 구동모드를 판단하고, 그 판단결과에 따라 압축기(500)를 제어함으로써, 전기자동차의 전력소비를 최소화하는 것이 가능하다.
이와 함께, 제어부(300)는 모터(400)의 회전감소로 인해 발생하는 온도를 보상하기 위해 템프도어의 엑츄에이터(600)를 연동하여 자동차의 실내로 토출되는 온도를 낮게 제어시킨다(S70). 여기서, 템프도어의 엑츄에이터(600)를 제어에 대한 내용은 동종업계에 종사하는 자라면 쉽게 이해할 수 있는 내용이므로 상세한 설명을 생략한다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압축기 제어장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압축기 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 감지부 110: 배터리감지모듈
120: 압축기감지모듈 200: 판단부
300: 제어부 400: 모터
500: 압축기 600: 템프도어 엑츄에이터

Claims (7)

  1. 전기자동차 또는 연료전지차에 설치된 공기조화장치의 압축기를 제어하는 장치에 있어서,
    상기 전기자동차 또는 연료전지차의 배터리 충전상태, 상기 압축기의 소비전력을 감지하는 감지부;
    상기 감지부로부터의 배터리 충전상태 및 소비전력을 비교하여 상기 압축기의 구동모드를 판단하는 판단부; 및
    상기 판단부의 판단결과에 따라 상기 압축기를 제어하기 위한 제어신호를 발생하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 전기자동차 또는 연료전지차의 배터리 충전상태를 감지하는 배터리감지모듈; 및
    상기 압축기의 소비전력을 감지하는 압축기감지모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 배터리 충전상태가 상기 압축기 소비전력보다 작으면 절약모드로 판단하고, 상기 배터리 충전상태가 상기 압축기 소비전력보다 크면 일반모드로 판단하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 판단부에서 절약모드로 판단하면 압축기 모터의 회전감소로 인해 발생하는 토출온도의 상승을 보상하기 위해 템프도어 엑츄에이터를 연동하여 자동차의 실내로 토출되는 온도를 낮게 제어하는 것을 특징으로 하는 엑츄에이터 제어장치.
  5. 전기자동차 또는 연료전지차에 설치된 공기조화장치의 압축기를 제어하는 방법에 있어서,
    감지부가, 상기 전기자동차 또는 연료전지차의 배터리 충전상태, 상기 압축기의 소비전력을 감지하는 감지단계;
    판단부가, 상기 감지부로부터의 배터리 충전상태 및 소비전력을 비교하여 상기 압축기의 구동모드를 판단하는 판단단계; 및
    제어부가, 상기 판단부의 판단결과에 따라 상기 압축기를 제어하기 위한 제어신호를 발생하는 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 판단단계에서,
    상기 판단부는 상기 배터리 충전상태가 상기 압축기 소비전력보다 작으면 절약모드로 판단하고, 상기 배터리 충전상태가 상기 압축기 소비전력보다 크면 일반모드로 판단하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어단계에서는,
    상기 판단단계에서 절약모드로 판단하면 상기 제어부가 압축기 모터의 회전감소로 인해 발생하는 토출온도의 상승을 보상하기 위해 템프도어 엑츄에이터를 연동하여 자동차의 실내로 토출되는 온도를 낮게 제어하는 것을 특징으로 하는 엑츄에이터 제어방법.
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