KR20120126642A - 연비형 에어컨 시스템 및 이를 이용한 에어컨 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 ECU(1)의 정보를 읽어 들인 FATC(3)가 분석한 현 차량주행상태에 따라 33%가동율에서 100%가동율사이로 압축기(6)를 제어하고 블로워모터(22)의 송풍세기를 제어함과 더불어 차량의 내/외기온도 차에 따라 댐퍼(23)의 송풍량을 제어해줌으로써, 특히 상용차량(버스나 트럭)에서 에어컨 시스템과 최적화되지 못한 미흡한 제어로 인해 소모되는 엔진토크 낭비를 크게 줄여 연비를 개선할 수 있는 특징을 갖는다.

Description

연비형 에어컨 시스템 및 이를 이용한 에어컨 제어방법{Fuel Efficiency type Air Conditioner System and Control method thereof}

본 발명은 에어컨 시스템에 관한 것으로, 특히 에어컨 시스템의 작동에 따른 엔진토크소모 정도를 차량주행상태에 맞춰 최적화해 줌으로써 연비개선을 도모할 수 있는 연비형 에어컨 시스템 및 이를 이용한 에어컨 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 전자동온도조절시스템인 FATC(Full Auto Temperature Control Syetem)은 송풍방향과 송풍량, 실내 공기 및 외기 공기의 유입상태를 자동으로 조절하여 외부 상태에 관계없이 쾌적한 실내 공간을 유지 하는 시스템을 의미한다.

통상, 상용차(대형버스)는 수동변속기의 변속단을 2단으로 놓은 위치에서 출발을 하므로 클러치 치합시 일시적으로 엔진회전수(RPM)가 저하되는 현상이 있는데, 이는 저회전수에서 엔진으로 들어가는 낮은 공기압으로 엔진출력이 원활하지 못함에 기인된다.

이로 인해 상용차(대형버스)의 에어컨시스템에서는 자동모드와 수동모드에 더해 에코모드를 더 구비하게 된다.

상기 에코모드는 FATC에서 검사된 차량조건이 특정 조건에 부합될 때 강제로 작동되는 운영모드로서, 이는 에어컨 압축기를 1단으로 구동하고 동시에 블로워 모터를 2단으로 제어하는 운영방식이다.

통상, 에코모드 부합조건은 2단 출발상황에서 에어컨 압축기 부하(20마력) 및 전기부하(2.4KW)가 검출되거나 또는 속도변화율>0.5km/1초인 차량 가속시로서, 이때 FATC는 에어컨 압축기를 1단으로 블로워 모터를 2단으로 강제로 제어함으로써 에어컨작동으로 인해 출발성 및 연비에 끼치는 악 영향을 줄여주게 된다.

에코모드는 운전자가 에어컨 스위치를 자동이나 또는 수동으로 전환할 때 자동으로 오프(Off)되어진다.

하지만, 상기와 같이 에코모드가 출발과 가속시에 만 구현되면, 차량 주행시 발생되는 정지와 저속, 중/고속, 감속 및 경사로 주행등과 같은 다양한 주행상태에서 에어컨이 작동될 땐 연비개선 효과가 전혀 고려되지 않음으로써 연비개선에 대한 기대에 부응하지 못하게 된다.

이는 세계적인 고유가 및 각종규제로 연비향상 및 친환경 대두로 연료저감과 연비개선에 대한 목표는 더욱 높아지고 있는 추세에 적절히 부합할 수 없는 실정이다.

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 출발과 가속은 물론 정지와 저속, 중/고속, 감속 및 경사로 주행등과 같이 차량 주행시 발생되는 다양한 주행상태와 내기와 외기온도를 모두 고려하고, 이들을 조건별로 구별하여 각각에 대해 에어컨 압축기와 블로워 모터 및 댐퍼를 개별 또는 협조제어해 줌으로써, 에어컨 시스템 작동으로 인한 차량 출발성 및 연비에 끼치는 악 영향을 줄이면서 전체적인 연비도 크게 개선하는 연비형 에어컨 시스템 및 이를 이용한 에어컨 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연비형 에어컨 시스템은 운전자 모드조작버튼을 갖춘 모드스위치의 선택신호를 입력받고, 센서에서 검출된 각종 차량정보를 제공받은 ECU의 정보를 통신네트워크로 읽어 들여 현 차량 주행상태를 분석하고 차량의 실내온도와 외부온도를 판단하여 제어신호를 발생하는 FATC와;

엔진토크로 가동되는 압축기와 순환되는 냉매 상변화를 발생하는 응축기 및 증발기로 이루어진 에어컨과;

상기 FATC의 제어신호로 상기 압축기로 들어가는 냉매유입량 증가정도를 가변시켜 상기 압축기에 의해 소모되는 엔진토크를 감소시키도록, 상기 압축기의 냉매유입 부위로 설치되어진 제어밸브와;

상기 FATC의 제어신호로 차량 실내로 공급되는 송풍량과 풍량세기가 제어되는 송풍기;

를 포함해 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 제어밸브는 상기 압축기에 형성된 3개의 냉매 유입구중 적어도 2개의 냉매 유입구에 각각 설치되어 개폐작용을 하는 제1언로딩밸브와 제2언로딩밸브로 이루어진다.

상기 송풍기는 상기 FATC의 제어신호를 받는 릴레이의 작동에 따라 풍량세기를 조절하는 블로워모터와, 송풍량을 조절하는 댐퍼를 포함하게 된다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연비형 에어컨 시스템을 이용한 에어컨 제어방법은 제공된 차량정보로부터 현 차량주행상태를 분석하고, 동시에 차량의 실내온도와 외부온도로부터 그 온도차를 판단하는 제어조건확립단계;

분석된 현 차량주행상태로부터 작동중인 에어컨 시스템의 압축기를 제어대상으로 선택하거나 또는 송풍세기를 조절하는 블로워모터를 제어대상으로 선택하고, 판단된 온도차로부터 송풍량을 조절하는 댐퍼를 제어대상으로 선택하는 제어목표확립단계;

상기 압축기 제어시 한쌍의 제1언로딩밸브와 제2언로딩밸브가 각각 설치된 압축기의 냉매유입구 개폐를 이용해 상기 압축기로 들어가는 냉매유입량 증가정도를 가변시키고, 상기 블로워모터 제어시 블로워모터의 회전속도 제어로 풍량세기를 가변시키며, 상기 댐퍼 제어시 댐퍼팬의 회전속도 제어로 송풍량을 가변시켜주는 제어수행단계;

상기 압축기 제어시나 또는 상기 블로워모터 제어시나 또는 상기 댐퍼 제어시 에어컨 시스템의 수동/자동모드 선택신호가 들어오거나 다시 분석된 현 차량주행상태가 변화될 때, 감지된 인터럽트신호에 따른 제어로직을 선 실행하는 모드전환단계;

로 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 제어조건확립단계에서 실행되는 현 차량주행상태분석에는 차량 정지와, 출발, 저속, 중/고속, 감속, 가속 및 경사로주행에 대한 정보값이 이용되어진다.

상기 제어목표확립단계에서 상기 압축기제어는 분석된 현 차량주행상태가 출발/가속모드와 정숙모드 및 감속모드일 때 적용되고, 상기 블로워모터제어는 분석된 현 차량주행상태가 출발/가속모드와 정숙모드 및 감속모드일 때 적용되며, 상기 댐퍼제어는 실내온도와 외부온도차가 2도일 때 적용되어진다.

상기 제어수행단계에서 상기 압축기제어는 현 차량주행상태가 출발/가속모드시에는 상기 압축기의 좌측실린더에 설치된 제1언로딩밸브와 우측실린더에 설치된 제2언로딩밸브가 오프되어 냉매유입구를 막은 상태에서 센터실린더의 냉매유입구로만 냉매가 유입되는 압축기1단제어 상태이고, 현 차량주행상태가 정숙모드시에는 상기 센터실린더의 냉매유입구와 함께 상기 제1언로딩밸브와 상기 제2언로딩밸브중 온되어진 한쪽 냉매유입구를 통해 냉매가 유입되는 압축기2단제어 상태나 또는 상기 제1언로딩밸브와 상기 제2언로딩밸브가 모두 온되어 상기 압축기의 모든 냉매유입구를 통해 냉매가 유입되는 압축기3단제어 상태이며, 현 차량주행상태가 감속모드시에는 상기 제1언로딩밸브와 상기 제2언로딩밸브가 모두 온되어 상기 압축기의 모든 냉매유입구를 통해 냉매가 유입되는 압축기3단제어 상태를 나타낸다.

상기 정숙모드시 압축기2단제어와 압축기3단제어는 외기온도에 따라 선택되어진다.

상기 제어수행단계에서 상기 블로워모터제어는 현 차량주행상태가 출발/가속모드시 제어싯점의 블로워모터단수 보다 한 단계증가시키는 반면, 감속모드시 제어싯점의 블로워모터단수 보다 한 단계 감소시켜주게 된다.

상기 블로워모터단수의 한 단계증가 후 순차적으로 한 단계씩 더 증가시켜 주게 된다.

상기 제어수행단계에서 상기 댐퍼제어는 실내온도와 외부온도차가 2도일 때를 기준으로 차량 실내로 공급되는 송풍량을 증가시켜주고, 실내온도와 외부온도차가 2도 이하이면 멈추게 된다.

이러한 본 발명은 에어컨 시스템을 차량 주행시 발생되는 다양한 주행상태와 함께 내기와 외기온도를 모두 고려한 상태에서 에어컨 압축기와 블로워 모터 및 댐퍼를 개별 또는 협조제어해 줌으로써, 에어컨 시스템 작동으로 인한 차량 출발성 및 연비에 끼치는 악 영향을 줄이면서 전체적인 연비도 크게 개선되는 효과가 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 연비형 에어컨 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 연비형 에어컨 시스템을 이용한 에어컨 제어방법이며, 도 3은 본 발명에 따른 에어컨 제어시 적용되는 차량조건들이고 도 4는 도 3에 따른 에어컨 압축기 작동도이고, 도 5는 본 발명에 따른 에어컨 제어시 적용되는 다른 차량조건들이고 도 6은 도 5에 따른 에어컨 압축기 작동도이며, 도 7은 본 발명에 따른 에어컨 제어시 적용되는 또 다른 차량조건들이고 도 8은 도 7에 따른 에어컨 압축기 작동도이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따른 연비형 에어컨 시스템의 구성도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 연비형 에어컨 시스템은 센서(2)에서 검출된 각종 차량정보를 제공받는 ECU(1)와 통신모듈(3a)로 연결되고 모드스위치(4)의 선택신호를 입력받는 FATC(3,Full Auto Temperature Control Syetem)과, 엔진(E)의 동력을 구동원으로 하는 에어컨(5)과, 송풍량과 풍량세기등이 제어되는 송풍기(20)와, 상기 에어컨(5)을 순환하는 냉매 유량을 가변제어하려 에어컨(5)에 의한 가동부하량을 제어하는 제어밸브(30)로 구성되어진다.

상기 센서(2)는 가속페달과 제동페달, 차속, 온도, 회전수등과 같이 ECU(1)가 차량을 제어할 때 요구되는 차량정보를 검출하고 측정하기 위한 각종 센서들을 총칭한다.

상기 FATC(3)은 송풍방향과 송풍량, 실내 공기 및 외기 공기의 유입상태를 자동으로 조절하여 외부 상태에 관계없이 쾌적한 실내 공간을 유지 하는 전자동온도조절시스템이다.

상기 FATC(3)는 ECU(1)와 통신모듈(3a)로 연결되며, CAN 통신네트워크를 사용한다.

상기 모드스위치(4)는 조작자가 구비된 온/오프나 수동모드나 자동모드 및 기타모드 선택시 해당 신호를 FATC(3)으로 제공하는 입력수단을 의미한다.

상기 에어컨(5)은 엔진(E)에 벨트연결되어 순환하는 냉매를 압축하는 압축기(6)와, 고압냉매라인(7)으로 연결되어 상기 압축기(6)로부터 냉매가 유입되는 응축기(9)와, 저압냉매라인(8)으로 연결되어 상기 응축기(9)에서 나온 냉매를 압축기(6)로 복귀시키는 증발기(10)로 구성되어진다.

이러한 구성으로 이루어진 에어컨(5)은 일반적인 타입이다.

상기 송풍기(20)는 FATC(3)의 제어신호를 받아 전원을 공급 또는 차단시키는 릴레이(21)와, 상기 릴레이(21)의 작동에 따라 풍량세기를 조절하는 팬을 갖춘 블로워모터(22)와, 차량실내로 배출되는 송풍량을 조절하는 팬을 갖춘 댐퍼(23)로 구성되어진다.

상기 제어밸브(30)는 차량의 주행상태에 따른 FATC(3)의 개폐제어로 에어컨(5)을 이루는 압축기(6)로 들어오는 냉매량을 조절하여 엔진(E)이 압축기(6)에 빼앗기는 토크를 줄여줌으로써, 에어컨 시스템 작동으로 인한 차량 출발성 악화 및 연비 악 영향감소로 연비를 개선시켜 주게 된다.

이를 위해, 상기 제어밸브(30)는 FATC(3)의 온오프제어에 따라 개폐되며, 압축기(6)에 형성된 3개의 냉매 유입구중 적어도 2개의 냉매 유입구를 제어하도록 적어도 2개를 쌍으로 하는 제1언로딩밸브(31)와 제2언로딩밸브(32)로 구성되어진다.

이를 위해, 제1언로딩밸브(31)는 압축기(6)의 센터실린더(6a)에 형성된 냉매 유입구를 중심으로 좌측부위인 좌측실린더(6b)에 형성된 냉매 유입구에 설치되고, 제2언로딩밸브(32)는 대향되는 우측실린더(6c)에 형성된 냉매 유입구에 설치되어진다.

도 2는 본 실시예에 따른 연비형 에어컨 시스템을 이용한 에어컨 제어방법을 나타낸다.

차량이 주행중 이면, FATC(3)는 단계S10과 같이 센서(2)의 정보를 입력받는 ECU(1)의 내부정보를 읽어들이고, 이어지는 단계S20에서 현 차량 주행상태에 대해 분석과 기타 필요한 제어인자에 대해 분석을 하여준다.

이때, FATC(3)의 분석은 단계S30과 같은 현 차량 주행상태 분석과 함께 단계S100과 같이 기타 필요한 제어인자를 취득하는 현 차량 내/외기온도분석으로 구분되어진다.

단계S30에서 이루어진 현 차량 주행상태 분석은 단계S40과 같이 정지와, 출발, 저속, 중/고속, 감속, 가속 및 경사로주행등으로 세분되고, 이는 다시 2개의 제어대상에 적용되는 분야로 묶여지게 된다.

이어, 분류된 2개의 제어대상은 단계S50과 같이 에어컨 시스템의 압축기(6)를 제어대상으로 하는 압축기가변제어나 또는 단계S70과 같이 송풍기(20)의 블로워모터(22)를 제어대상으로 하는 블로워모터제어로 구분된다.

압축기가변제어가 선택되면, 단계S60과 같이 차량상태판단에 따라 압축기(6)의 작동단계를 다시 세분하여 준다.

단계S61은 판단된 차량상태가 [출발/가속]상태를 의미하며, 도 3은 [출발/가속]에 대한 세부적인 조건들이 도시되는데, 이는 2단 출발상황에서 에어컨 압축기 부하(20마력) 및 전기부하(2.4KW)가 검출되거나 또는 속도변화율>0.5km/1초일 때 FATC(3)이 강제로 실시하는 통상적으로 에코모드를 의미한다.

상기와 같이 [출발/가속]상태에서는 단계S611과 같이 압축기(6)는 최소 부하를 갖는 압축기1단제어 상태로 가동되어진다.

한편, 본 실시예에서는 단계S200의 인터럽트신호판단과 단계S300의 인터럽트신호 모드실행과 같이 [출발/가속]상태에 따른 로직 실행시 인터럽트 신호가 입력되면, 실행중인 로직을 즉시 중단하고 통상적인 수동/자동모드에 따른 에어컨 시스템 제어로직을 실행하게 된다.

이러한 인터럽트 조건들은 도 3에 도시된 바와 같이, 0.5Km이하 속도나 고장(Fail)시, 주차브레이크(Parking Break)온이나, 변속레버 중립등이며, 특히 에어컨 스위치를 수동/자동모드로 전환하는 운전자의 신호가 FATC(3)에 입력되면 실행되던 제어로직은 인터럽트되고 입력된 신호를 따르게 된다.

도 4는 [출발/가속]상태에서 압축기1단제어로 운영되는 압축기(6)의 작동상태를 나타낸다.

도시된 바와 같이 압축기(6)가 압축기1단제어로 가동되면, FATC(3)은 제1언로딩밸브(31)와 제2언로딩밸브(32)를 모두 오프(Off)로 유지시켜준다.

그러므로, 압축기(6)에서는 제1언로딩밸브(31)로 막힌 좌측실린더(6b)의 냉매 유입구(B)와 제2언로딩밸브(32)로 막힌 우측실린더(6c)의 냉매 유입구(C)에서는 들어오는 냉매를 차단시키고, 단지 센터실린더(6a)에 형성된 냉매 유입구(A)로 만 들어오는 냉매를 허용하게 된다.

상기와 같이 냉매가 센터실린더(6a)로 만 유입되면 압축기(6)는 약 33% 가동율로 작동되고, 이러한 압축기(6)의 낮은 가동율은 에어컨 성능은 저하되지만 압축기(6)에서 빼앗기는 엔진(E)의 구동토크 손실을 크게 줄여줌으로써 에코모드시와 같이 출발성 저하 및 연비 악 영향을 방지할 수 있게 된다.

또한, 압축기가변제어중 단계S62는 판단된 차량상태가 [정속]상태임을 의미하며, [정속]상태 판단을 위한 세부조건들은 도 5와 같이 -0.5?+0.5Km/1초 차량속도 증가율과, 60Km이상의 차량속도 및 ECU가 제어하는 모드지속시간등이 있다.

이에 더해 [정속]상태일 때, FATC(3)은 압축기(6)의 제어를 위한 또 다른 조건을 적용하여 주는데, 단계S622는 압축기(6)의 제어를 위한 또 다른 조건이 ECU(1)로부터 읽어들인 외기온도임을 나타내며, FATC(3)은 외기온도 값에 따라 압축기(6)를 각각 달리 제어하여 준다.

단계S623은 압축기(6)가 압축기1단제어시보다 가동율이 높은 압축기2단제어 상태로 가동됨을 나타내고, 단계S624는 압축기(6)가 압축기2단제어시보다 가동율이 더 높은 압축기3단제어 상태로 가동됨을 나타낸다.

한편, 본 실시예에서는 단계S200의 인터럽트신호판단과 단계S300의 인터럽트신호 모드실행과 같이 [정속]상태에 따른 로직 실행시 인터럽트 신호가 입력되면, 실행중인 로직을 즉시 중단하고 통상적인 수동/자동모드에 따른 에어컨 시스템 제어로직을 실행하게 된다.

이러한 인터럽트 조건들은 도 5에 도시된 바와 같이, 60Km이하 속도나 제동시나 주행조건변경등이며, 특히 에어컨 스위치를 수동/자동모드로 전환하는 운전자의 신호가 FATC(3)에 입력되면 실행되던 제어로직은 인터럽트되고 입력된 신호를 따르게 된다.

도 6은 [정속]상태에서 압축기2단제어 또는 압축기3단제어로 가동되는 압축기(6)의 작동상태를 나타낸다.

도 6(가)에 도시된 바와 같이 압축기(6)가 압축기2단제어 상태로 가동되면, FATC(3)은 제1언로딩밸브(31)를 온(On)으로 전환시키지만 제2언로딩밸브(32)를 오프(Off)로 유지하여 준다.

그러므로, 압축기(6)에서는 제2언로딩밸브(32)로 막힌 우측실린더(6c)의 냉매 유입구(C)에서는 들어오는 냉매를 차단시키고, 제1언로딩밸브(31)가 열어준 좌측실린더(6b)의 냉매 유입구(B)와 센터실린더(6a)에 형성된 냉매 유입구(A)로 들어오는 냉매를 동시에 허용하게 된다.

상기와 같이 냉매가 센터실린더(6a)와 함께 좌측실린더(6b)로 유입되면 압축기(6)는 약 66% 가동율로 작동되고, 이러한 압축기(6)의 보다 높은 가동율은 에코모드시와 같은 출발성 저하 및 연비 악 영향 없이 에어컨 성능을 높여줌으로써 에어컨 본래의 기능을 제공할 수 있게 된다.

그리고, 도 6(나)에 도시된 바와 같이 압축기(6)가 압축기3단제어 상태로 가동되면, FATC(3)은 제1언로딩밸브(31)와 제2언로딩밸브(32)를 모두 온(On)으로 전환시켜줌으로써 압축기(6)에서는 센터실린더(6a)와 좌측실린더(6b) 및 우측실린더(6c)의 냉매 유입구(A,B,C)로 들어오는 냉매를 모두 허용하게 된다.

상기와 같이 냉매가 센터실린더(6a)와 좌측실린더(6b) 및 우측실린더(6c)로 유입되면 압축기(6)는 100% 가동율로 작동되고, 이로부터 에어컨 본래의 기능을 모두 제공할 수 있게 된다.

또한, 압축기가변제어중 단계S63은 판단된 차량상태가 [감속]상태임을 의미하며, [감속]상태 판단을 위한 세부조건들은 도 7과 같이 브레이크페달 조작 또는 가속페달 조작해제인 감속상태나, 30Km이상의 차량속도등이 있다.

단계S631은 압축기(6)가 최대 가동율로 가동되는 압축기3단제어 상태를 의미한다.

한편, 본 실시예에서는 단계S200의 인터럽트신호판단과 단계S300의 인터럽트신호 모드실행과 같이 [감속]상태에 따른 로직 실행시 인터럽트 신호가 입력되면, 실행중인 로직을 즉시 중단하고 통상적인 수동/자동모드에 따른 에어컨 시스템 제어로직을 실행하게 된다.

이러한 인터럽트 조건들은 도 7에 도시된 바와 같이, 30Km이하 속도나 제동해제시나 가속페달조작시나 주행조건변경등이며, 특히 에어컨 스위치를 수동/자동모드로 전환하는 운전자의 신호가 FATC(3)에 입력되면 실행되던 제어로직은 인터럽트되고 입력된 신호를 따르게 된다.

도 8은 [감속]상태에서 압축기3단제어로 가동되는 압축기(6)의 작동상태를 나타낸다.

도시된 바와 같이 압축기(6)가 압축기3단제어 상태로 가동되면, FATC(3)은 제1언로딩밸브(31)와 제2언로딩밸브(32)를 모두 온(On)으로 전환시켜줌으로써 압축기(6)에서는 센터실린더(6a)와 좌측실린더(6b) 및 우측실린더(6c)의 냉매 유입구(A,B,C)로 들어오는 냉매를 모두 허용하게 된다.

이에 따라, 압축기(6)는 센터실린더(6a)와 좌측실린더(6b) 및 우측실린더(6c)로 냉매를 유입하여 100% 가동율로 작동됨으로써 에어컨 본래의 기능을 모두 제공할 수 있게 된다.

한편, 단계S70은 제어대상이 압축기(6)가 아닌 블로워모터(22)인 블로워모터제어로서, 이 경우는 단계S80과 같은 제어조건판단을 거친 후 2개의 차량주행상태로 분류하여준다.

단계S81와 같이 [출발/가속]상태이면, FATC(3)는 단계S811과 같이 현재 구동중인 블로워모터(22)의 단수를 1단 더 올려 차량실내로 공급되는 송풍세기를 더 증가시켜 준다.

이때, 블로워모터제어는 릴레이(21)를 통한 블로워모터(22)의 제어로 구현되어진다.

이어, 블로워모터(22)의 단수가 1단 더 올려지고 나면, FATC(3)는 단계S812와 같이 1단 올려진 상태의 블로워모터(22)의 단수를 다시 한 단계씩 올려 송풍세기를 점진적으로 증가시켜 준다.

이때, 상기 블로워모터(22)의 한 단계증가는 기 설정된 블로워모터의 구동 단수인 1단 -> 2단 -> 3단 -> 4단에 대한 순차적인 증가를 의미한다.

반면, 단계S82와 같이 [감속]상태이면, FATC(3)는 단계S821과 같이 현재 구동중인 블로워모터(22)의 단수를 1단 내려 차량실내로 공급되는 송풍세기를 감소시켜 준다.

하지만, 이러한 블로워모터제어시라도 본 실시예에서는 단계S200의 인터럽트신호판단과 단계S300의 인터럽트신호 모드실행과 같이 인터럽트 신호가 입력되면, 실행중인 로직을 즉시 중단하고 통상적인 수동/자동모드에 따른 에어컨 시스템 제어로직을 실행하게 된다.

한편, 단계S100은 현 차량 주행상태 분석과 별도로 이루어지는 현 차량 내/외기온도분석으로서, 이는 단계S110과 같이 송풍량을 조절하는 댐퍼제어를 의미한다.

상기 댐퍼제어는 ECU(1)가 센서(2)를 통해 입수한 차량 실내온도인 내기온과 차량 외부온도인 외기온를 이용하여 다시 판단되는데, 단계S120은 판단조건으로서 내/외기온 차 > 2도임을 나타낸다.

판단결과 내/외기온 차 > 2도이면, FATC(3)는 단계S130과 같이 현 단계에 비해 송풍량이 더 증가되도록 릴레이(21)를 통해 댐퍼(23)를 제어하여 준다.

송풍량 증대 후 FATC(3)는 단계S140과 같이 내/외기온 차 > 2도가 지속되는지 여부를 판단한 다음, 판단 시점에서 내/외기온 차 > 2도가 지속되면 단계S130과 같이 댐퍼(23)를 제어 지속시켜준다.

하지만, 이러한 댐퍼제어시라도 본 실시예에서는 단계S200의 인터럽트신호판단과 단계S300의 인터럽트신호 모드실행과 같이 인터럽트 신호가 입력되면, 실행중인 로직을 즉시 중단하고 통상적인 수동/자동모드에 따른 에어컨 시스템 제어로직을 실행하게 된다.

상기와 같이 본 실시예에서는 ECU(1)의 정보를 읽어 들인 FATC(3)가 분석한 현 차량주행상태에 따라 33%가동율에서 100%가동율사이로 압축기(6)를 제어하고 블로워모터(22)의 송풍세기를 제어함과 더불어 차량의 내/외기온도 차에 따라 댐퍼(23)의 송풍량을 제어해줌으로써, 특히 상용차량(버스나 트럭)에서 에어컨 시스템과 최적화되지 못한 미흡한 제어로 인해 소모되는 엔진토크 낭비를 크게 줄여 연비를 개선할 수 있게 된다.

1 : ECU 2 : 센서
3 : FATC 3a : 통신모듈
4 : 모드스위치
5 : 에어컨 6 : 압축기
6a : 센터실린더 6b : 좌측실린더
6c : 우측실린더
7 : 고압냉매라인 8 : 저압냉매라인
9 : 응축기 10 : 증발기
20 : 송풍기 21 : 릴레이
22 : 블로워모터 23 : 댐퍼
30 : 제어밸브 31,32 : 제1ㅇ2언로딩밸브

Claims (13)

1. 운전자 모드조작버튼을 갖춘 모드스위치의 선택신호를 입력받고, 센서에서 검출된 각종 차량정보를 제공받은 ECU의 정보를 통신네트워크로 읽어 들여 현 차량 주행상태를 분석하고 차량의 실내온도와 외부온도를 판단하여 제어신호를 발생하는 FATC와;
   엔진토크로 가동되는 압축기와 순환되는 냉매 상변화를 발생하는 응축기 및 증발기로 이루어진 에어컨과;
   상기 FATC의 제어신호로 상기 압축기로 들어가는 냉매유입량 증가정도를 가변시켜 상기 압축기에 의해 소모되는 엔진토크를 감소시키도록, 상기 압축기의 냉매유입 부위로 설치되어진 제어밸브와;
   상기 FATC의 제어신호로 차량 실내로 공급되는 송풍량과 풍량세기가 제어되는 송풍기;
   를 포함해 구성된 것을 특징으로 하는 연비형 에어컨 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제어밸브는 상기 압축기에 형성된 3개의 냉매 유입구중 적어도 2개의 냉매 유입구에 각각 설치되어 개폐작용을 하는 제1언로딩밸브와 제2언로딩밸브인 것을 특징으로 하는 연비형 에어컨 시스템.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 송풍기는 상기 FATC의 제어신호를 받는 릴레이의 작동에 따라 풍량세기를 조절하는 블로워모터와, 송풍량을 조절하는 댐퍼를 포함한 것을 특징으로 하는 연비형 에어컨 시스템.
   
4. 제공된 차량정보로부터 현 차량주행상태를 분석하고, 동시에 차량의 실내온도와 외부온도로부터 그 온도차를 판단하는 제어조건확립단계;
   분석된 현 차량주행상태로부터 작동중인 에어컨 시스템의 압축기를 제어대상으로 선택하거나 또는 송풍세기를 조절하는 블로워모터를 제어대상으로 선택하고, 판단된 온도차로부터 송풍량을 조절하는 댐퍼를 제어대상으로 선택하는 제어목표확립단계;
   상기 압축기 제어시 한쌍의 제1언로딩밸브와 제2언로딩밸브가 각각 설치된 압축기의 냉매유입구 개폐를 이용해 상기 압축기로 들어가는 냉매유입량 증가정도를 가변시키고, 상기 블로워모터 제어시 블로워모터의 회전속도 제어로 풍량세기를 가변시키며, 상기 댐퍼 제어시 댐퍼팬의 회전속도 제어로 송풍량을 가변시켜주는 제어수행단계;
   상기 압축기 제어시나 또는 상기 블로워모터 제어시나 또는 상기 댐퍼 제어시 에어컨 시스템의 수동/자동모드 선택신호가 들어오거나 다시 분석된 현 차량주행상태가 변화될 때, 감지된 인터럽트신호에 따른 제어로직을 선 실행하는 모드전환단계;
   로 수행되는 것을 특징으로 하는 연비형 에어컨 시스템을 이용한 에어컨 제어방법.
   
5. 청구항 4에 있어서, 상기 제어조건확립단계에서 실행되는 현 차량주행상태분석에는 차량 정지와, 출발, 저속, 중/고속, 감속, 가속 및 경사로주행에 대한 정보값이 이용되는 것을 특징으로 하는 연비형 에어컨 시스템을 이용한 에어컨 제어방법.
   
6. 청구항 4에 있어서, 상기 제어목표확립단계에서 상기 압축기제어는 분석된 현 차량주행상태가 출발/가속모드와 정숙모드 및 감속모드일 때 적용되고, 상기 블로워모터제어는 분석된 현 차량주행상태가 출발/가속모드와 정숙모드 및 감속모드일 때 적용되며, 상기 댐퍼제어는 실내온도와 외부온도차가 2도일 때 적용되는 것을 특징으로 하는 연비형 에어컨 시스템을 이용한 에어컨 제어방법.
   
7. 청구항 4에 있어서, 상기 제어수행단계에서 상기 압축기제어는 현 차량주행상태가 출발/가속모드시에는 상기 압축기의 좌측실린더에 설치된 제1언로딩밸브와 우측실린더에 설치된 제2언로딩밸브가 오프되어 냉매유입구를 막은 상태에서 센터실린더의 냉매유입구로만 냉매가 유입되는 압축기1단제어 상태이고,
   현 차량주행상태가 정숙모드시에는 상기 센터실린더의 냉매유입구와 함께 상기 제1언로딩밸브와 상기 제2언로딩밸브중 온되어진 한쪽 냉매유입구를 통해 냉매가 유입되는 압축기2단제어 상태나 또는 상기 제1언로딩밸브와 상기 제2언로딩밸브가 모두 온되어 상기 압축기의 모든 냉매유입구를 통해 냉매가 유입되는 압축기3단제어 상태이며,
   현 차량주행상태가 감속모드시에는 상기 제1언로딩밸브와 상기 제2언로딩밸브가 모두 온되어 상기 압축기의 모든 냉매유입구를 통해 냉매가 유입되는 압축기3단제어 상태인 것을 특징으로 하는 연비형 에어컨 시스템을 이용한 에어컨 제어방법.
   
8. 청구항 7에 있어서, 상기 압축기1단제어는 상기 압축기의 가동율이 33%이고, 상기 압축기2단제어는 상기 압축기의 가동율이 66%이며, 상기 압축기3단제어는 상기 압축기의 가동율이 100%인 것을 특징으로 하는 연비형 에어컨 시스템을 이용한 에어컨 제어방법.
   
9. 청구항 7에 있어서, 상기 정숙모드시 압축기2단제어와 압축기3단제어는 외기온도에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는 연비형 에어컨 시스템을 이용한 에어컨 제어방법.
   
10. 청구항 4에 있어서, 상기 제어수행단계에서 상기 블로워모터제어는 현 차량주행상태가 출발/가속모드시 제어싯점의 블로워모터단수 보다 한 단계증가시키는 반면, 감속모드시 제어싯점의 블로워모터단수 보다 한 단계 감소시키는 것을 특징으로 하는 연비형 에어컨 시스템을 이용한 에어컨 제어방법.
    
11. 청구항 10에 있어서, 상기 블로워모터단수의 한 단계증가 후 순차적으로 한 단계씩 더 증가시켜 주는 것을 특징으로 하는 연비형 에어컨 시스템을 이용한 에어컨 제어방법.
    
12. 청구항 4에 있어서, 상기 제어수행단계에서 상기 댐퍼제어는 실내온도와 외부온도차가 2도일 때를 기준으로 차량 실내로 공급되는 송풍량을 증가시켜주는 것을 특징으로 하는 연비형 에어컨 시스템을 이용한 에어컨 제어방법.
    
13. 청구항 12에 있어서, 상기 댐퍼제어는 실내온도와 외부온도차가 2도 이하이면 멈추는 것을 특징으로 하는 연비형 에어컨 시스템을 이용한 에어컨 제어방법.
    

Images