KR20130011617A

KR20130011617A - 전동 압축기의 구동부 회전수 제어방법

Info

Publication number: KR20130011617A
Application number: KR1020110072904A
Authority: KR
Inventors: 원종보; 문치명; 임권수; 황인국; 정수철
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2011-07-22
Filing date: 2011-07-22
Publication date: 2013-01-30
Also published as: KR101742327B1

Abstract

본 발명은 전동 압축기의 구동부 회전수 제어방법에 관한 것으로, 모터부 출력값 비교단계(S40)에서 구동출력 연산단계(S30)에서 연산된 모터부(3) 출력값(Wc)과 모터부(3)의 최대 출력값(Wm)을 비교하여 상기 연산된 출력값(Wc)이 상기 최대 출력값(Wm)보다 작은 때 모터부 구동단계(S50)에서 상기 목표회전수에 대응하여 상기 모터부(3)를 구동하도록 한 것을 특징으로 하며, 따라서, 구동 전에 연산된 구동부 출력값이 최대 출력값 이내에 있을 때만 구동부에 의해 목표회전수에 따라 압축부를 회전 구동하므로, 구동부가 목표회전수에 따라 압축부를 구동하는 과정에서 자체의 최대 출력을 초과하여 비정상적으로 동작하는 것을 방지할 수 있게 된다.

Description

전동 압축기의 구동부 회전수 제어방법{Motor RPM Controlling Method for an Electronic Compressor}

본 발명은 전동 압축기의 구동부 회전수 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전동 압축기를 사용하는 차량용 공조장치에 있어서, 전동 압축기의 압축부를 회전 구동하는 구동부의 모터 출력값이 모터부 자체의 최대 출력값 이하로 유지되도록 한 전동 압축기의 구동부 회전수 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 공조장치는 크게 압축기, 응축기, 팽창밸브, 및 증발기로 이루어지며, 냉방에너지의 투입단인 압축기는 차량의 엔진이나 모터와 같은 구동원에 의해 작동하도록 되어 있는 바, 특히 전동 압축기를 사용하는 경우, 차량의 배터리로부터 전력을 공급받아야 하고, 따라서 모터를 사용하는 전기 자동차의 경우 압축기 구동으로 인해 주행에 사용되는 전원의 공급이 더 나빠질 수 있는 가능성이 있었다.

이에 특히, 하이브리드 차량의 차속 및 엔진 회전수가 낮은 상태에서 전동 압축기의 회전수를 제한하여 공조장치에서 소모되는 전원을 감소시키고, 이음이 발생되지 않도록 개선하고자 하는 차량용 공조장치의 전동 압축기 제어방법이 제안된 바 있다.

이 제어방법에 의하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 공조장치의 온오프 여부를 확인한다(S110).

그 다음, 위 공조장치 온오프 확인단계(S110)에서 공조장치가 온된 것으로 확인되면, 차량의 현재 상태를 파악할 수 있도록 제어부를 통해 차량의 현재 차속 및 엔진 회전수에 관한 정보를 수신한다(S120).

그리고 나서, 위 정보수신단계(S120)에서 수신된 차속 및 엔진 회전수 정보에 따라 차량이 아이들 상태인지 여부를 판단한다(S130).

그 다음, 위 아이들 판단단계(S130)에서 차량이 현재 아이들 상태인 것으로 판단되면, 다음으로 운전자에 의한 공조장치의 조작 상태를 확인하여 공조장치가 최대 냉방모드로 조작되었는지 여부를 확인한다(S140).

또한, 위 아이들 판단단계(S130) 및 최대 냉방모드 확인단계(S140)에서 확인 결과, 차량이 아이들 상태에 있지 않거나, 차량 공조장치가 최대 냉방모드에 있는 것으로 판단되면, 압축기의 회전수를 제어부에 기설정되어 있는 회전수 범위 내에서 제어한다(S150).

반대로, 위 최대 냉방모드 확인단계(S140)에서 확인 결과, 차량 공조장치가 최대 냉방모드에 있지 않은 것으로 판단되면, 위 정보수신단계(S120)에서 수신한 차속 정보와 엔진 회전수 정보에 따라 제한 회전수를 연산하며(S160), 위 제한 회전수 연산단계(S160)에서 연산된 압축기의 회전수를 넘지 않도록 압축기의 실제 회전수를 조절한다(S170).

그리고, 위와 같은 압축기의 회전수 조절은 공조장치가 오프될 때까지 계속되며, 이에 따라 압축기의 회전수는 적정 수준으로 조절된다(S180).

그런데, 위와 같은 종래의 압축기 제어방법에 따르면, 압축기 회전수 제어를 위해 제어부에 기설정된 회전수가 차량의 허용전력 범위 내에 있도록 조절되는 바, 압축기 제어를 규율하는 요소가 압축기 회전수로 한정되기 때문에, 압축기 회전수가 허용전력 범위 내에 있다고 하더라도, 이러한 압축기 회전수를 만족하기 위해 구동하는 압축기 모터의 출력이 모터 최대출력을 초과할 수 있으며, 이 경우 압축기는 비정상모드로의 진입 가능성이 높고, 이로 인해 압축기 자체가 온오프를 반복하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 전동 압축기 제어방법이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전동 압축기의 압축부 회전수를 조정함에 있어 목표로 주어진 압축부 회전수의 적정 여부을 판단하지 않거나 판단 전에 압축부를 회전 구동시키는 모터부의 출력값 적정 여부를 먼저 판단함으로써 구동 모터가 최대출력을 초과하여 압축기가 비정상적으로 동작하는 것을 방지하고자 하는 데 그 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 인가전압 및 소비전류에 따라 냉매 압축을 위한 회전 구동력을 발생시키는 구동부, 상기 구동부의 회전 구동력에 의해 회전함으로써 내부의 냉매를 압축하는 압축부, 및 상기 구동부의 회전 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 전동 압축기의 회전수 제어방법에 있어서, 공조장치의 동작이 개시됨에 따라 기설정된 초기값에 의해 상기 압축기의 운전이 개시되는 초기 운전 단계; 상기 초기 운전 단계에 따른 운전 도중, 상기 제어부로 상기 압축부 목표회전수가 수신된 때, 상기 모터부 구동에 관여하는 각종 정보를 수신하는 구동정보 수신단계; 상기 구동정보 수신단계에서 수신된 상기 구동정보와 상기 목표회전수에 의해 상기 모터부의 출력을 연산하는 구동출력 연산단계; 상기 구동출력 연산단계에서 연산된 상기 모터부 출력값과 상기 모터부의 최대 출력값을 비교하는 모터부 출력값 비교단계; 및 상기 모터부 출력값 비교단계에서의 비교 결과, 상기 연산된 출력값이 상기 최대 출력값보다 작은 때, 상기 목표회전수에 대응하여 상기 모터부를 구동하는 모터부 구동단계;를 포함하여 이루어지는 전동 압축기의 구동부 회전수 제어방법을 제공한다.

또한, 상기 모터부 출력값 비교단계에서 상기 목표회전수에 대응하여 구동하는 모터부의 출력값에 따라 상기 모터부에 의해 회전하는 상기 압축부의 회전수가 차량 허용전력 범위 내에 유지되도록 하는 압축부 회전수 제어단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 모터부 출력값 비교단계에서 상기 구동출력 연산단계에서 연산된 상기 모터부 출력값과 상기 모터부의 최대 출력값을 비교한 결과, 상기 연산된 모터부 출력값이 상기 모터부 최대 출력값 이상인 때, 현재의 모터부 출력을 그대로 유지하도록 되어 있는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 전동 압축기의 구동부 회전수 제어방법에 의하면, 운전자의 조작이나 차내 냉방상태의 변화로 인해 압축기 출력 변화를 위한 목표회전수에 대한 요청이 있은 때, 요청된 압축부의 목표회전수는 물론 압축부를 구동하는 구동부의 인가전압과 소비전류를 이용해 실시간으로 구동부의 출력값을 연산하여 구동부가 갖는 최대 출력값과 비교하고, 비교 결과 구동전에 연산된 구동부 출력값이 최대 출력값 이내에 있을 때만 구동부로 하여금 목표회전수에 따라 압축부를 회전 구동하도록 하고 있으므로, 구동부가 목표회전수에 따라 압축부를 구동하는 과정에서 자체의 최대 출력을 초과하여 압축기가 비정상적으로 동작하는 것을 방지할 수 있고, 따라서, 압축기가 과도한 동작으로 비정상 모드에 돌입하여 온오프를 반복되지 않도록 하여 쾌적한 차내 냉방환경을 조성할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치의 전동 압축기 제어방법을 도시한 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 전동 압축기의 구동부 회전수 제어방법이 적용되는 공조장치를 개략적으로 도시한 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 전동 압축기의 구동부 회전수 제어방법이 적용되는 전동 압축기의 횡단면도.
도 4는 본 발명에 따른 전동 압축기의 구동부 회전수 제어방법을 도시한 흐름도.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 전동 압축기의 구동부 회전수 제어방법을 첨부도면을 참조로 설명한다.

본 발명의 회전수 제어방법이 적용된 전동 압축기(10)를 포함하는 공조장치는 도 2에 도면부호 100으로 도시된 바와 같이, 일반적인 공조장치와 마찬가지로 크게 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(30), 및 증발기(40)로 이루어지는 바, 여기에서 먼저 압축기(10)는 냉매를 압축하는 부분으로서 제어부에서의 지령에 따라 온오프되어 구동 회전수를 변화시킴으로써 정해진 양의 냉매를 고온, 고압으로 압축하는 역할을 하도록 되어 있다. 또한, 응축기(20)는 압축기(10)에서 토출된 고온, 고압의 냉매를 저온 고압의 액체냉매로 응축하여 액화시키며, 팽창밸브(30)는 액화된 냉매를 증발기로 보내기 전에 미리 증발이 용이한 상태로 되게 하는 부분으로서 저온, 고압의 액체냉매를 급속 팽창시켜 저온, 저압 상태로 감압시키는 역할을 한다. 끝으로, 증발기(40)는 팽창밸브(30)를 거친 저온, 저압의 액체냉매를 증발시켜 고온 저압의 냉매증기로 만들어 주위를 냉방시키도록 되어 있다.

이중에서, 다시 전동 압축기(10)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 구동부(3), 압축부(5), 및 제어부(7)를 포함하여 이루어진다.

여기에서, 먼저 상기 구동부(3)는 압축기(10)의 회전 동력을 만들어 내는 구동원으로서, 도 3에 도시된 것처럼 다시 외체를 이루는 구동부 하우징(31), 이 구동부 하우징(31) 내에 고정된 고정자(35), 그리고 이 고정자(35) 내부에서 회전하는 회전자(41)로 이루어지는 바, 구동부 하우징(31)은 압축부(5)와의 사이에 중간 하우징(32)이 개재될 수도 있다.

여기에서, 구동부 하우징(31)은 도 3에 도시된 바와 같이, 구동부(3)의 외체를 이루는 부분으로서, 도시된 것처럼 원통형으로 형성되는 것이 일반적이며, 인접한 중간 하우징(32)을 향하여 개방되어 있고, 그 반대쪽의 제어부(7)가 장착되는 마감면(21) 상에는 구동부(3) 회전자(41)의 회전축(37)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(39)을 고정하기 위한 베어링 하우징(43)이 돌출 형성된다.

또한, 상기 고정자(35)는 내측에 동축 상으로 장착되는 회전자(41)와 함께 회전 구동력을 만드는 구동부분으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 일종의 전자석으로서 구동부 하우징(31) 내주면 상에 압입 등에 의해 고정되어 장착되는 고정자 코어(25)와, 이 고정자 코어(25)에 권선되는 코일(33) 다발로 이루어진다. 여기에서, 고정자 코어(25)는 도시된 것처럼 중공 원통형의 부재로서, 중심 축선 상에 회전자(41)가 삽입되는 통공이 형성되어 있고, 고정자 코어(25)의 내주면에는 복수의 리브가 반경방향 안쪽으로 돌출되어 원주방향으로 일정 간격을 두고 배열됨으로써 통공을 형성하도록 되어 있으며, 이때 리브는 코일(33)을 권선하기 위해 고정자 코어(25)의 축방향을 따라 길게 연장된다.

또한, 상기 회전자(41)는 위에서 언급한 바와 같이 고정자(35)의 내측에 동축 상으로 장착되어 회전 구동하는 부분으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 고정자(35)의 고정자 코어(25) 중앙의 통공에 회전 가능하게 삽입되는 바, 중심 축선을 따라 길게 배열된 회전축(37)과 이 회전축(37)의 외주면에 부착되는 영구자석(27)으로 구성된다.

따라서, 회전자(41)는 고정자(35)가 여자된 때 모터의 구동원리에 따라 고정자(35)와의 상호 작용에 의해 회전 구동하는 바, 이를 위해 회전자(41)는 회전축(37)이 베어링(39)을 통해 구동부 하우징(31)에 회전 가능하게 지지되며, 베어링(39)은 위에서 언급한 바와 같이 베어링 하우징(43)에 의해 마감면(21)에 끼워져 구동부 하우징(31)에 장착된다.

한편, 압축부(5)는 구동부(3)에서 발생되는 회전 구동력에 의해 회전함으로써 냉매를 압축하는 부분으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 구동부(3)의 회전축(37) 후단에 연결되는 바, 외체를 이루는 압축부 하우징(51), 이 압축부 하우징(51) 내에 회전 가능하게 장착되는 선회 스크롤(53), 및 이 선회 스크롤(53)과 짝을 이루어 냉매를 압축하여 압축기(10) 외부로 배출시키는 고정 스크롤(55)을 포함하여 구성된다.

여기에서, 압축부 하우징(51)은 도 3에 도시된 것처럼, 구동부(3)를 향하여 개방된 원통체로서, 압축부(5)의 외체를 형성하는 바, 측벽 일측에 형성된 흡입구(23)를 통해 냉매가 공급되며, 구동부(3)와의 사이에 개재된 중간 하우징(32)의 후면에 결합되고, 도 3에 도시된 바와 같이 후면에 결합된 후방헤드 하우징(57)의 벽면 일측에 개구된 토출구(58)를 통하여 고압 냉매를 배출하도록 되어 있다.

또한, 상기 선회 스크롤(53)은 도 3에 도시된 것처럼, 중심을 향해 수렴하도록 스파이럴 형태로 만곡된 선회 스크롤 랩(59)이 후면에 돌출 형성되어 있으며, 이 선회 스크롤 랩(59)의 중심 부위에 구동부(3)의 회전축(37) 후단이 결합되어, 회전자(41)와 동기하여 회전하도록 되어 있다.

또한, 상기 고정 스크롤(55)은 도 3에 도시된 것처럼, 압축부 하우징(51)의 마감면 전방에 돌출되어 일체로 형성되는 바, 선회 스크롤(53)의 스크롤 랩(59)과 정합되도록 스파이럴 형태로 만곡된 고정 스크롤 랩(61)이 중심을 향해 수렴하도록 배열된다. 따라서, 선회 스크롤(53)이 회전할 때 상호 정합된 선회 스크롤(53)과 고정 스크롤(55)은 각각의 선회 및 고정 스크롤 랩(59,61)의 상호 작용에 의하여, 구동부(3)에서 선회 및 고정 스크롤 랩(59,61)의 외연부로 흡입된 냉매를 그 중심부로 압축하여 고압 상태에서 압축부 하우징(51)의 마감면 중심에 관통된 토출구를 통해 후방헤드 하우징(57)으로 토출시키도록 되어 있다.

한편, 제어부(7)는 구동부(3)의 동작을 제어하는 부분으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 구동부(3)의 고정자(35)에 전기적으로 연결되어 고정자(35)를 여탈자시킴으로써 회전자(41)를 회전 구동 또는 정지하도록 되어 있다.

이를 위해, 제어부(7)는 도 3에 도시된 것처럼, 커버 하우징(63)과 그 내부에 장착되는 PCB(65) 그리고, PCB(65) 상에 실장되는 각종 구동회로 및 소자(67)를 포함하여 이루어지는 바, 여기에서, 커버 하우징(63)은 제어부(7)의 외체를 이루도록 도 3에 도시된 바와 같이 구동부(3)의 전단에 결합되어, 내부에 각종 전자 부품을 장착하도록 되어 있다. 아울러, PCB(65) 상에 실장되는 각종 구동회로 및 소자(67)들은 접속단(69)을 통해 인가되는 외부 전원에 의해 작동되어 구동부(3)의 회전을 제어하도록 되어 있다.

따라서, 위와 같이 구성된 전동 압축기(10)의 회전수를 제어하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 전동 압축기의 구동부 회전수 제어방법은 도 4에 도시된 바와 같이, 크게 초기 운전 단계(S10), 구동정보 수신단계(S20), 구동출력 연산단계(S30), 모터부 출력값 비교단계(S40), 및 모터부 구동단계(S50)를 포함하여 이루어진다.

여기에서, 먼저 상기 초기 운전 단계(S10)는 최초 운전자에 의해 공조장치(100)가 동작됨에 따라 이미 설정되어 있는 초기 조정값에 따라 공조장치(100)를 운전하는 단계로서, 도 4에 도시된 것처럼 운전자가 공조장치(100)의 동작을 개시하였는지 확인한 다음(S11), 동작 개시가 확인되면, 운전자의 온도 조정 등 공조장치(100)에 대한 조작이 없는 한, 현재 설정되어 있는 조정값에 따라 공조장치(100)를 제어한다(S12).

이와 같이 공조장치(100)를 가동하기 위해서는 먼저 전동 압축기(10)를 구동하여 냉매를 압축하여야 하는 바, 먼저, 접속단(69)을 통해 외부의 전원이 제어부(7)로 인가되며, ECU 등 외부 제어단에서의 명령에 따라 제어부(7)는 다시 각종 구동회로 및 소자(67)를 통해 구동부(3) 고정자(35)의 권선 코일(33)을 급전하며, 이에 따라 고정자(35)는 여자화된다.

이와 같이, 구동부(3)의 고정자(35)가 여자화되면, 모터 구동 원리에 따라 고정자(35)와 회전자(41)의 상호 작용에 의해 회전자(41)는 고정자(35) 내부에서 회전축(37)을 중심으로 고속 회전하게 된다.

이에 따라, 회전축(37) 후단에 결합된 압축부(5)의 선회 스크롤(53)도 회전축(37)과 동기하여 고속으로 회전하게 되며, 이와 같이 선회 스크롤(53)이 고속으로 회전함에 따라 스파이럴 형태로 형성된 선회 스크롤(53)의 스크롤 랩(59)이 정합된 고정 스크롤(55)의 스크롤 랩(61)과 상호 작용을 일으켜 선회 및 고정 스크롤 랩(59,61) 외연부의 냉매를 선회 및 고정 스크롤 랩(59,61) 중심으로 모아 후방헤드 하우징(57)을 거쳐 고압으로 토출함으로써 압축기(10)에 의한 일련의 냉매 압축 동작이 이루어진다.

상기 구동정보 수신단계(S20)는 모터부(3) 구동에 관여하는 각종 구동정보를 수신하는 단계로서, 도 4에 도시된 것처럼, 위 초기 운전 단계(S10)에서 초기 조정값에 따라 공조장치(100)을 운전하는 도중에, 차내 냉방조건에 대한 변화 요구가 있을 때, 모터부(3) 구동에 관여하는 압축기 구동관련 각종 정보를 수신한다.

즉, 공조장치(100)에 대한 운전자의 직접적인 조정이 있거나, 운전자가 차내 냉방조건을 현격히 변화시키는 행위를 한 때 또는 이와 같은 공조장치 또는 차량 일부에 대한 운전자의 특별한 조정이 없었지만 주변 조건이 차내 냉방조건의 변화를 가져온 때 등 간접적으로 냉방조건에 변화가 발생하면, 공조장치(100)의 동작 상태에 변화가 요청되는데, 차내 온도센서 등과 같이 차내 냉방조건을 감지하는 각종 센서에 의해 감지된 온도값이 ECU 등으로 전달되고, ECU 등은 수신된 온도값에 따라 압축기(10)를 제어하기 위한 목표값 즉, 목표회전수를 압축기(10) 제어부(7)로 전송하게 된다(S21).

이에 따라 목표회전수를 수신한 제어부(7)는 수신된 목표회전수에 따라 압축부(3)를 회전 구동하게 되는데, 이 단계(S20)에서는 다음 단계(S30)인 모터부 출력값 연산을 위한 데이터값을 준비하게 된다. 이를 위해, 압축부(5)의 목표 회전수값으로는 제어부(7)에 수신된 목표회전수값이 사용되고, 또 다른 변수인 모터부(3) 인가전압 및 소비전류값 등이 압축부(5) 제어를 위해 ECU 등으로부터 제어부(7)로 수신된다(S22).

상기 구동출력 연산단계(S30)는 모터부(3)의 출력을 실시간 연산하는 단계로서, 도 4에 도시된 바와 같이 구동정보 수신단계(S20)에서 수신된 모터부(3) 구동정보와 압축부(5)에 대한 목표회전수에 따라 모터부(3)의 출력을 실제 연산한다. 즉, 제어부(7)에 수신된 압축부(5) 목표회전수는 물론, 모터부(3)로 인가되는 전압값과 소비전류값 등에 의해 산출되는 회전 토크를 이용해 목표회전수를 만족하기 위해 모터부(3)가 감당해야 하는 모터출력값을 연산한다.

상기 모터부 출력값 비교단계(S40)는 실시간 연산된 모터부 출력값(Wc)과 모터부(3) 최대 출력값(Wm)을 비교하는 단계로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 위 구동출력 연산단계(S30)에서 연산된 모터부(3) 출력값(Wc)과 모터부(3) 고유의 최대 출력값(Wm)을 비교한다.

비교 결과, 모터부 출력값(Wc)이 모터부(3) 고유의 최대 출력값(Wm)보다 작다면, 모터부(3)가 요구된 압축부(3) 회전수를 만족하기 위해 동작하더라도 정상모드를 유지할 수 있으므로, 압축기(10)가 온오프를 반복하는 현상이 발생될 염려 없이 요구된 압축부(5)의 목표회전수에 맞추어 그대로 구동부(3)를 구동하면 된다.

그러나, 반대로 모터부 출력값(Wc)이 모터부(3) 고유의 최대 출력값(Wm) 이상이면, 모터부(3)는 요구된 압축부(3) 회전수를 만족하기 위해 무리한 동작을 하게 되고, 따라서 압축기(10)가 온오프를 반복하는 등 문제가 발생하므로, 도 4에 도시된 것처럼 제어부(7)는 구동정보 수신단계(S20)에서 수신된 목표회전수(N)를 적정 감소분(△N)만큼 감소시켜 재차 모터부 출력값 연산단계(S30)를 수행한다(S41). 따라서, 현재의 모터부(3) 출력을 그대로 유지하게 된다.

끝으로, 상기 모터부 구동단계(S50)는 목표회전수에 대응하여 모터부(3)를 구동하는 단계로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 위 모터부 출력값 비교단계(S40)에서 연산된 모터부(3) 출력값(Wc)과 모터부(3) 최대 출력값(Wm)을 비교한 결과, 모터부 출력값(Wc)이 최대 출력값(Wm)보다 작은 때는 압축부(5) 목표회전수를 얻기 위해 모터부(3)를 구동하더라도 모터부(3)가 감당할 수 있는 출력값이므로 무리없이 압축기(10)의 운전이 가능하게 된다.

아울러, 모터부(3)를 요구된 압축부 회전수에 따라 회전 구동하는 과정에서, 모터부(3)에 의해 회전하는 압축부(5)의 적정 회전수를 또한 제어할 수 있는데, 이를 위해 압축부 회전수 제어단계(S60)가 더 포함될 수 있다.

이때, 압축부 회전수 제어단계(S60)는 모터부(3)에 의해 실질적으로 회전하는 압축부(5)의 회전수가 차량 허용전력 범위 내에 유지되도록 하는 단계로서, 위 모터부 출력값 비교단계(S40)에서 압축부(5) 목표회전수가 모터부(3) 최대 출력값(Wm)을 넘지 않는 적정한 회전수 값이라고 판단된 뒤, 해당 목표회전수로 압축부(5)를 회전 구동시킴에 있어, 이 실제 모터부(3)에 의해 회전 구동하는 압축부(5)의 회전수가 차량 허용전력 범위에서 벗어나는지 여부를 확인하게 된다.

이때, 압축부(5)는 기본적으로 최소 회전수 이상을 유지할 수 있어야 하므로, 먼저 압축부(5) 회전수를 최소 회전수와 비교하여 최소 회전수에 미치지 못할 경우 적정 증분(△W)만큼 모터부(3) 출력을 증대시킨다(S51). 반대로, 압축부(5) 회전수가 차량 허용전력 범위에서 허용하는 적정 회전수를 넘어가는 경우에는 적정 감소분(△W)만큼 모터부(3)의 출력을 감소시키면 된다(S52).

이렇게 해서 모터부(3) 출력이 정해지면, 새로운 목표회전수가 수신될 때까지 그대로 출력을 유지하게 되며(S70), 운전자의 조작이나 실내 냉방조건의 변화로 인해 제어부(7)로 압축부(5)에 대한 새로운 목표회전수가 수신되면, 위 구동정보 수신단계(S20)로부터 위와 같은 루틴을 재차 수행하게 된다(S80).

이렇게 해서 일련의 압축기 회전수 제어가 완료되며, 이는 공조장치(100)가 오프될 때까지 계속해서 반복된다.

1 : 압축기 3 : 구동부
5 : 압축부 7 : 제어부
21 : 마감면 23 : 흡입구
25 : 고정자 코어 31 : 구동부 하우징
33 : 코일 35 : 고정자
37 : 회전축 39 : 베어링
41 : 회전자 43 : 베어링 하우징
45 : 조립면 47 : 냉각홈
49 : 유도로 51 : 압축부 하우징
53 : 선회 스크롤 55 : 고정 스크롤
57 : 후방헤드 하우징 59, 61 : 선회 및 고정 스크롤 랩
63 : 커버 하우징 65 : PCB
67 : 구동회로 및 소자 69 : 접속단

Claims

인가전압 및 소비전류에 따라 냉매 압축을 위한 회전 구동력을 발생시키는 구동부(3), 상기 구동부(3)의 회전 구동력에 의해 회전함으로써 내부의 냉매를 압축하는 압축부(5), 및 상기 구동부(3)의 회전 동작을 제어하는 제어부(7)를 포함하여 구성된 전동 압축기(10)의 회전수 제어방법에 있어서,
공조장치(100)의 동작이 개시됨에 따라 기설정된 초기값에 의해 상기 압축기(10)의 운전이 개시되는 초기 운전 단계(S10);
상기 초기 운전 단계(S10)에 따른 운전 도중, 상기 제어부(7)로 상기 압축부(5) 목표회전수가 수신된 때, 상기 모터부(3) 구동에 관여하는 각종 정보를 수신하는 구동정보 수신단계(S20);
상기 구동정보 수신단계(S20)에서 수신된 상기 구동정보와 상기 목표회전수에 의해 상기 모터부(3)의 출력을 연산하는 구동출력 연산단계(S30);
상기 구동출력 연산단계(S30)에서 연산된 상기 모터부(3) 출력값(Wc)과 상기 모터부(3)의 최대 출력값(Wm)을 비교하는 모터부 출력값 비교단계(S40); 및
상기 모터부 출력값 비교단계(S40)에서의 비교 결과, 상기 연산된 출력값(Wc)이 상기 최대 출력값(Wm)보다 작은 때, 상기 목표회전수에 대응하여 상기 모터부(3)를 구동하는 모터부 구동단계(S50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동 압축기의 구동부 회전수 제어방법.
제1 항에 있어서,
상기 모터부 출력값 비교단계(S40)에서 상기 목표회전수에 대응하여 구동하는 모터부(3)의 출력값(Wo)에 따라 상기 모터부(3)에 의해 회전하는 상기 압축부(5)의 회전수가 차량 허용전력 범위 내에 유지되도록 하는 압축부 회전수 제어단계(S60);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 압축기의 구동부 회전수 제어방법.
제1 항에 있어서,
상기 모터부 출력값 비교단계(S40)에서 상기 구동출력 연산단계(S30)에서 연산된 상기 모터부(3) 출력값(Wc)과 상기 모터부(3)의 최대 출력값(Wm)을 비교한 결과, 상기 연산된 모터부 출력값(Wc)이 상기 모터부 최대 출력값(Wm) 이상인 때, 현재의 모터부(3) 출력을 그대로 유지하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 압축기의 구동부 회전수 제어방법.