KR20150002505A - 상변화 물질 증발기의 충전 제어 - Google Patents

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밍유 왕
프라사드 에스. 케이들
에드워드 4세 울페
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델피 테크놀로지스 인코포레이티드
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Abstract

상변화 물질을 포함하는 증발기(10)를 가진 난방 환기 공조 시스템에서 공조 압축기를 제어하기 위한 제어 방법(300)이 제공된다. 상기 방법(300)은 증발기(10) 출력 공기 온도를 측정하는 단계(312)와, 상기 증발기(10) 출력 공기 온도에 기초한 예상 냉매 온도와 상변화 물질 동결 온도 간의 차이를 산출하고 상기 차이를 시간으로 적분함으로써, 충전 상태 값(106)을 결정하는 단계(316)와, 상기 충전 상태 값(106)을 상한값과 하한값 사이로 유지하도록 상기 공조 압축기를 작동시키는 단계(324, 328)를 포함한다. 상변화 물질을 포함하는 증발기(10)를 가진 난방 환기 공조 시스템을 구비한 차량에서 제동 에너지를 회수하기 위한 회수 방법(200)도 제공된다.

Description

상변화 물질 증발기의 충전 제어{PHASE CHANGE MATERIAL EVAPORATOR CHARGING CONTROL}
본 발명은 차량 공조 시스템을 위한 증발기에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 상변화 물질(PCM)을 가진 증발기에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는, 상변화 물질의 충전 제어에 관한 것이다.
하이브리드 전기 자동차는 내연 기관의 연료 효율을 얻기 위해 벨트 알터네이터 스타터(BAS) 기술을 채용할 수 있다. 신호등에서 정지하게 되거나 또는 확장 아이들 상태에서는, 연료를 절약하기 위해 엔진이 턴 오프된다. 브레이크 페달이 해제되면, 전기 모터/발전기 유닛이 통상적으로 0.5초 미만의 시간 내에 엔진을 재시동하며, 운전자가 자동 시동 시스템을 본질적으로 인식할 수 있도록 만든다. 이를 연비 향상을 위한 "스톱-스타트 전략"이라 지칭한다. BAS 장착 차량은 시내 주행에서 15 내지 20%의 연비 이득과, 4 내지 7%의 전반적인 연비 향상을 제공할 수 있다. 연비가 휘발유 1리터당 12.75 킬로미터(㎞/ℓ)(1갤런당 30마일(MPG))인 기준 휘발유 차량의 경우, 이는 0.5 내지 0.9㎞/ℓ(1.2 내지 2.1MPG)의 연비 향상에 해당한다.
스톱-스타트 동작이 연비를 개선하기는 하지만, 승객의 열적 쾌적성을 해칠 수 있다. 엔진을 정지시키면, 벨트 구동식 공조(A/C) 압축기가 불능화됨으로써, 객실의 냉각이 중단되는 결과가 발생한다. 통상적으로, 차량 제조사들은 공조 증발기의 열 관성에 의존하여 엔진이 정지된 기간 중에 약간의 잔류 냉각을 제공한다. 통상적으로, 증발기의 잔류 냉각 시간은 원하는 냉각을 더 이상 제공하지 않는 수준 이상으로 증발기의 배출 온도가 상승하기 전에 25초 이하로 제한된다. 증발기가 특정 공기 배출 온도로 가온되면, 엔진이 재시동되어 A/C 압축기를 구동하여 냉각을 제공한다. 아이들 상태에서 엔진의 이러한 주기적인 재시동은 하이브리드 전기 차량에 의해 달성될 수 있는 연비 향상을 저해한다.
발명의 배경 항목에서 논의된 주제는 발명의 배경 항목에 언급되었다는 이유로 단순히 종래의 기술로 간주되어서는 안된다. 마찬가지로, 발명의 배경 항목에 언급되거나 발명의 배경 항목의 주제와 관련된 문제점은 종래의 기술에서 이미 인지된 것으로 간주되어서는 안된다. 발명의 배경 항목에 기술된 주제는 본질적으로 및 그 자체로서도 발명이 될 수 있는 다양한 접근법들을 단지 예시하고 있을 뿐이다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상변화 물질을 포함하는 열사이펀 증발기(thermosiphon evaporator)를 가진 난방 환기 공조 시스템에서 공조 압축기를 제어하기 위한 제어 방법이 제공된다. 상기 방법은 증발기 출력 공기 온도를 측정하는 단계와, 상기 증발기 출력 공기 온도에 기초하여 충전 상태 값을 결정하는 단계와, 상기 충전 상태 값의 상한값과 하한값을 결정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 충전 상태 값이 상기 하한값 이하일 때 상기 A/C 압축기의 동작을 개시하는 단계와, 상기 충전 상태 값이 상기 상한값 이상일 때 상기 A/C 압축기의 동작을 중단하는 단계를 더 포함한다.
상기 방법은 상기 난방 환기 공조(HVAC) 시스템이 디포그(defog) 모드로 동작하고 있는 것으로 결정되는 경우 또는 차량 실내의 습도값이 임계값을 초과할 경우, 시리즈 재가열 저감 제어 방법에 따라 A/C 압축기를 작동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 상변화 물질을 포함하는 열사이펀 증발기를 가진 HVAC 시스템을 구비한 차량에서 제동 에너지를 회수하기 위한 회수 방법이 제공된다. 상기 방법은 차량의 운동 에너지의 일부를 기계 에너지로 변환하는 단계와, 상기 기계 에너지의 일부를 A/C 압축기에 제공하는 단계와, 상기 A/C 압축기를 작동시켜 냉매를 액체 상태로 압축하는 단계와, 상기 열사이펀 증발기 내에서 상기 냉매를 가스 상태로 증발시킴으로써, 상기 상변화 물질의 액체 상태를 고체 상태로 변화시키고 상기 A/C 압축기로부터의 에너지를 저장하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 상기 기계 에너지의 일부를 전기 에너지로 변환하는 단계와, 상기 전기 에너지의 일부를 상기 A/C 압축기를 구동하는 전기 모터에 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
첨부 도면을 참조하여 단지 비한정적인 예로서 제시된 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 이하의 상세한 설명을 숙독하면, 본 발명의 다른 특징들과 이점들이 보다 명확하게 이해될 것이다.
이제, 첨부 도면을 참조하여 예로서 본 발명을 설명할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 열사이펀 PCM 증발기의 사시도를 도시하고 있다.
도 2는 도 1의 열사이펀 PCM 증발기의 분해 사시도를 도시하고 있으며, 일 실시예에 따른 그 내부의 세부 사항을 도시하고 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 HVAC 모듈 내에 채용된 도 1의 PCM 증발기를 도시하고 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 PCM 증발기를 구비하거나 구비하지 않은 HVAC 모듈의 대조적인 벤트 덕트(vent duct) 온도 대 시간 특성을 나타낸 그래프이다.
도 5는 일 실시예에 따라 A/C 과도 동작시 PCM 충전을 관리하기 위한 흐름도를 도시하고 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 도 1의 PCM 증발기의 정상 상태 충전을 모니터링 및 관리하기 위한 방법의 흐름도를 도시하고 있다.
도 7은 일 실시예에 따라 75% 내지 100%의 충전 상태 사이의 시리즈 재가열 저감(SRR) 동작 중의 PCM 증발기의 주기적인 충전을 보여주는, PCM 충전 상태(%) 제어 설정점(℃) 대 시간을 나타낸 그래프이다.
도 8은 일 실시예에 따른 SRR 호환 충전 알고리즘의 흐름도를 도시하고 있다.
도 9는 일 실시예에 따라 55% 내지 40%의 충전 상태 사이의 PCM 증발기의 주기적인 충전을 보여주는, PCM 충전 상태(%) 제어 설정점(℃) 대 시간을 나타낸 그래프이다.
도 10은 일 실시예에 따른 PCM 열사이펀 증발기를 가진 난방 환기 공조 시스템에서 공조 압축기를 제어하기 위한 방법의 흐름도를 도시하고 있다.
도 11은 일 실시예에 따라 충전 A/C 압축기 제어 동작 상태 중의 충전값 및 A/C 압축기 듀티 사이클의 상태 대 시간을 나타낸 그래프이다.
도 12a 및 도 12b는 일 실시예에 따른 PCM 열사이펀 증발기를 포함한 HVAC 시스템을 가진 차량에서 제동 에너지를 회수하기 위한 방법의 흐름도를 도시하고 있다.
도 13은 일 실시예에 따라 차량 내리막 주행 중의 도 1의 PCM 증발기의 충전을 위한 A/C 압축기의 작동 방법의 흐름도를 도시하고 있다.
도 14는 일 실시예에 따라 차량 오르막 주행 중의 도 1의 PCM 증발기의 배출을 위한 A/C 압축기의 작동 방법의 흐름도를 도시하고 있다.
차량 연비를 향상시키기 위해, 도로 부하 동작시 이용가능한 여분의 냉각을 저장하고 저장된 냉각을 정차시 방출하여 승객의 편의를 제공하는 상변화 물질(PCM) 기반 축열 시스템이 개발되었다. 이러한 PCM 축열 시스템의 예가 2013년 3월 19일자로 울프(Wolfe) 등에 허여된 미국 특허 제 8,397,529 호에 기재되어 있으며, 상기 특허의 전체 내용이 인용에 의해 본원에 통합되어 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 통상적으로, PCM은 냉각 저장 능력을 제공하기 위해 증발기의 상부에 통합된다. 그러나, PCM은 증발기 내부의 어느 위치에나 배치될 수 있다. PCM의 잠열이 그 현열보다 훨씬 크다는 사실 때문에, 엔진 재시동이 필요하기 전에 장기간의 편의가 객실에 제공될 수 있다. 재시동 빈도의 저감 또는 완전한 제거는, 대부분의 정차시, 스톱-스타트 전략이 그 최대 연비 가능성을 달성할 수 있도록 허용한다.
도 1을 참조하면, 냉매관(16)의 상부 영역(14)과 열적으로 연통하는 복수의 PCM 하우징(12)을 가진 증발기(10)의 바람직한 예시적 실시예가 도시되어 있다. 증발기(10)는 상부 매니폴드(18)와 하부 매니폴드(20)를 포함하며, 여기서, 상부 및 하부라는 용어는 중력의 방향을 기준으로 사용된다. 평평한 냉매관(16)이 하부 매니폴드(20)와 상부 매니폴드(18)를 유압식으로 연결하고 있으며, 상기 냉매관은 압출, 열 전도성 물질로 된 시트의 절첩, 또는 유동 공간을 규정하는 스탬핑된 특징부를 가진 2개의 하프 플레이트들의 조립 등 당업자에게 공지된 임의의 방법으로 제조될 수 있다. 평평한 튜브가 도시되어 있으나, 당업자라면 다른 냉매관 형상이 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
도 2를 참조하면, 복수의 스탬핑된 금속판(22)으로 제조된 증발기(10)의 부분 분해도가 도시되어 있다. 스탬핑된 금속판(22)은 개구, 선택된 개구 주위의 보스 및 플랜지 등 당업자에게 공지된 특징부를 포함한다. 복수의 스탬핑된 금속판(22)은, 적층되어 경납땜되었을 때, 상부 매니폴드(18), 하부 매니폴드(20), 및 상하 매니폴드(18, 20)들을 유압식으로 연결하는 평평한 냉매관(16)을 규정한다. 인접한 평평한 냉매관(16)들 사이에는 상변화 물질, 예컨대, 파라핀 왁스 물질이 수용된 PCM 하우징(24)이 삽입된다. PCM 하우징(24)은 적층되어 경납땜된 스탬핑된 금속판(22) 상의 특징부에 의해 규정되거나, 별도로 제조된 다음 증발기(10)에 조립될 수 있다. PCM 하우징(24)은 인접한 평평한 냉매관(16)들 사이에 배치되며, 오직 평평한 냉매관(16)의 상부 영역(14)과만 열적으로 접촉하고 있다. PCM 하우징(24)은 상부 매니폴드(18)의 일부를 둘러싸거나, 대안으로서, PCM 하우징(24)은 상부 매니폴드(18)로부터 분리되어 상부 매니폴드(18) 바로 아래의 평평한 냉매관(16)의 상부 영역(14)에 배치될 수 있다. 열 전달 효율을 높이기 위해 금속성 핀 또는 금속성 입자 또는 섬유 등의 열 전도성 물질이 PCM 하우징(24) 내에 추가될 수 있다. PCM 하우징(24) 아래의 인접한 평평한 냉매관(16)들 사이에 파형 핀(26)이 삽입될 수 있다.
도 3은 HVAC 모듈(30)에서 PCM 증발기(28)의 적용예를 나타내고 있다. PCM 증발기(28)는 기존의 증발기를 대체하고, HVAC 모듈(30)과 일체인 부분이 된다. 화살표(34)로 표시된 바와 같이 HVAC 공기 유동 덕트(32)를 통해 흐르는 공기가 PCM 증발기(28)의 하부(36)를 통과하도록, PCM 증발기(28)는 HVAC 공기 유동 덕트(32)의 내부에 배치된다. PCM 증발기(28)를 빠져나온 기류는 댐퍼 도어(38)에 의해 우회 통로(40) 또는 히터 코어(42)를 통해 출구 포트(44)로 향하도록 선택적으로 방향이 설정된다.
도 4는 일관되게 낮은 벤트 출구 배출 온도가 달성되는 지속 기간의 관점에서 PCM 냉각 저장의 영향을 그래프로 도시하고 있다. 일반적으로, 유용한 배출 온도의 지속 기간은 표준 PCM 비탑재 증발기의 2배 또는 3배이다.
본 발명의 실시예는 최대의 연비 절감을 실현하기 위해 PCM 증발기(28)의 관리된 사용에 초점을 맞추고 있다. 본 발명은 자동 온도 제어 시스템이 장착된 자동차에 직접 적용된다. 그러나, 본 발명은 강화된 수동 제어식 HVAC 시스템에 적용될 수도 있다.
충전 상태 지표에 대한 정의가 기준이 된다. 충전 상태를 알면, 정차시 충전 과정을 지능적으로 관리하여 PCM 냉각의 운용 가용도를 높이고 연비 향상을 구현할 수 있다. 그리고, 시리즈 재가열 저감 제어 방법으로 운용 호환성을 달성하는 것도 가능하게 할 수 있으며, 마일드 하이브리드 차량(즉, 스톱-스타트를 사용하는 차량)이 PCM 및 SRR 모두로부터 에너지 절감의 이득을 얻을 수 있도록 허용한다.
충전 상태 지표
본원에서는, 충전 상태 지표를 정의하는 하나의 방법이 제공된다. 막스 플랑크(1858-1947, 독일, 1918년 노벨 물리학상 수상자)에 따르면, 단일의 동결/용융 온도를 가진 특정 형상의 순수한 또는 균질한 물질에 대한 액체/고체 상변화 시간은 다음과 같은 식으로 결정될 수 있다.
Figure pat00001
여기서,
Figure pat00002
은 100%의 상변화를 달성하기까지의 시간(분)이고,
Figure pat00003
는 융해 잠열이며,
Figure pat00004
는 밀도로서, 동결의 경우에는 액체 밀도를 사용하고 용융의 경우에는 고체 밀도를 사용하며,
Figure pat00005
는 상변화 물질의 동결 온도이고,
Figure pat00006
는 주변 매질 온도이며,
Figure pat00007
는 특징적인 길이로서, 두께(슬래브) 또는 직경(실린더 또는 구)이고,
Figure pat00008
는 주변 매질 열전달 계수이며,
Figure pat00009
는 물질의 열 전도도로서, 동결의 경우에는 액체 열 전도도를 사용하고 용융의 경우에는 고체 열 전도도를 사용하며,
P, R은 표 1에 주어진 형상 의존 상수이다.
플랑크 등식의 형상 의존 상수
형상 P R
무한 슬래브 0.5 0.125
무한 실린더 0.25 0.0625
구 0.167 0.04167
PCM 증발기 환경에서, 용융 또는 동결 구동 온도는 HVAC 시스템 냉매에 의해 제공된다. 일반적으로, 차량에서 직접 증발기의 냉매 온도 측정이 이루어지지는 않는다. 따라서, 냉매 온도를 간접적으로 취득할 수 있다. 대부분의 차량에서는, 증발기 출력 공기 온도(EOAT)가 HVAC 시스템 제어를 목적으로 하여 서미스터로 측정된다. EOAT 온도는 다음의 등식을 통해 냉매 온도를 근사하기 위해 사용될 수 있으며, 여기서, C는 냉매 온도와 EOAT 온도 간의 차이를 고려하여 조정되는 상수이다. 상기 식에 대한 개선이 열전달 및 열역학적 원리를 통해 당업자에 의해 획득될 수 있을 것으로 예상된다.
Figure pat00010
동결 과정에서, PCM이 시간 증분(
Figure pat00011
) 동안 냉매 온도(
Figure pat00012
)가 될 것으로 가정하면, 동결된(또는 충전된) PCM의 백분율은
Figure pat00013
로 표시될 수 있다.
Figure pat00014
PCM이 냉매 온도에 노출되는 시간 동안
Figure pat00015
을 적분하면, 동결된 PCM의 총 백분율 또는 충전 상태 지표를 얻을 수 있다.
Figure pat00016
위의 등식에서 모든 항들이 상수이므로, 다음과 같이 상수(K)를 규정하면,
Figure pat00017
백분율 동결 함수가 다음과 같이 주어지며 충전 상태 지표로서 사용될 수 있다.
Figure pat00018
적분 과정에서 다음과 같은 일반 경계 조건이 적용된다.
Figure pat00019
이면,
Figure pat00020
이고,
Figure pat00021
이면,
Figure pat00022
이다.
주행이 시작되기 전의 엔진 시동 시에, 또는 PCM 증발기(28)의 최대 가능 시간보다 더 길게 지속되는 각각의 정차 시에, 백분율 동결 함수가 0으로 초기화된다.
Figure pat00023
과도 유지(Soak) 및 냉각시 PCM 증발기의 초기 충전
HVAC 시스템의 동작은 2개의 동작 단계로 분류될 수 있다. 엔진이 시동되기 전에 객실이 높은 차내 온도로 유지되어 있을 때, 초기 공조의 목적은 승객의 편의를 도모하기 위해 가능한 한 신속하게 차내 온도를 낮추는 것이다. 이는 일반적으로 과도 HVAC 제어로서 분류된다. 차내 온도가 미리 설정된 쾌적 온도로 냉각된 후, 차내를 쾌적하게 유지하기 위해 추가적인 HVAC 시스템의 동작이 조절된다. HVAC 시스템 제어의 이러한 유지 단계는 정상 상태 제어 단계로서 분류된다.
유지 및 냉각의 과도 단계 중에는, EOAT가 PCM 동결 온도보다 상당히 높을 경우, 충전을 얻을 수 없다.
Figure pat00024
일 경우, 충전이 개시될 것이며, 실시간으로 적분된
Figure pat00025
에 의해 충전의 상태를 추적할 수 있다.
과도 동작의 어느 시점에서, 냉매 온도가
Figure pat00026
아래로 떨어지거나,
Figure pat00027
가 되도록, 송풍기를 더 낮은 전압으로 오버라이딩(overriding)함으로써, PCM 충전을 가속할 수 있다.
더 낮은 값으로의 송풍기 전압 오버라이드는 PCM 증발기(28)의 보다 용이하거나 보다 신속한 충전을 촉진하는데 도움이 된다. 그러나, 과도 차내 편의의 가속에 우선 순위를 둔 경우에는, 디폴트 설정보다 높은 수준으로 송풍기 전압을 오버라이딩함으로써, PCM 증발기(28)의 충전이 지연되거나 방지될 수 있다. 공기 유량이 높을수록,
Figure pat00028
가 되도록, EOAT 온도와 함께 냉매 온도가 상승될 것이다.
이 조건이 제어에 의해 충족되는 경우, 이는 PCM의 충전이 발생하지 않고, 최고의 냉각 엔탈피가 객실에 전달되도록 보장한다.
도 5는 HVAC 시스템 동작의 과도 단계에서 PCM 증발기의 충전을 관리하기 위한 흐름도를 제공한다. 흐름도는 단계(46)에서 과도 PCM 충전 진입으로 개시되며, 로직 단계(48)로 흐른다. 과도 편의가 PCM 충전보다 우선 순위를 갖는 경우, PCM 충전을 우회하기 위해 더 높은 송풍기 전압(Vhigh)으로의 오버라이드를 제공하는 단계(50)로 로직이 흐른 다음, 종료 단계(52)로 계속 흐른다. 과도 편의가 PCM 충전보다 우선 순위를 갖지 않는 경우, 로직 단계(54)로 로직이 흐른다. PCM 충전이 높은 우선 순위를 갖지 않으면, 일반적인 자동 온도 제어(ACC) 시스템이 우세한 단계(56)로 로직이 흐른 다음, 종료 단계(52)로 계속 흐른다. PCM 충전이 높은 우선 순위를 가지면, PCM 충전을 향상시키기 위해 더 낮은 송풍기 전압(Vlow)으로 ACC를 오버라이딩하는 단계(58)로 로직이 흐른 다음, 종료 단계(52)로 흐른다.
정상 상태 조건 하에서 PCM 증발기의 충전
SRR이 없는 시스템의 경우, 그리고 저온 내지 중간 주변 온도 하에서, 냉매 온도는 PCM의 동결 온도보다 당연히 낮을 수 있으며,
Figure pat00029
의 조건이 충족되면, 자동으로 충전이 발생하게 될 것이다. 충전 상태는
Figure pat00030
으로 추적된다. 일단 충전되면, PCM 증발기(28)는 충전된 상태를 유지하며 정차시 배출될 준비가 될 것이다.
그러나, 정상 상태의 작동 조건 하에서, 차량이 비교적 높은(예컨대, 30℃보다 높은) 주변 온도에서 동작하고 있을 때와 같이, 냉매 온도가 PCM의 동결 온도보다 높은 경우, 원한다면, ACC 시스템이 명령한 것보다 낮게 송풍기 전압을 저감함으로써 PCM의 충전을 달성할 수 있다. 저감된 송풍기 전압 하에서는, 더 낮은 냉매 온도를 얻을 수 있고, 바라건대, PCM 동결 온도보다 낮은 냉매 온도를 얻을 수 있다. 저감된 공기 유량에서는 출구 배출 온도도 낮아질 것이기 때문에, 차내 편의가 한정된 정도까지만 절충될 것이다. 이와 같이 비교적 높은 주변 온도의 경우, 배출을 위해 PCM 증발기의 준비도를 확인하는 시간 동안 오버라이드 상태를 유지할 필요가 있을 수 있다.
하나의 대안은 정상 상태 동작 중에 PCM에 대해 어떤 배출량을 허용하는 것이다. 예컨대, PCM의 최소 충전 상태를 75%로 유지한다.
Figure pat00031
로 나타낸 바와 같이, 충전 상태가 100%에 도달할 때마다, 오버라이드 상태가 종료되고, ACC 시스템이 정상 작동로 복귀될 수 있다. PCM의 배출은 정상 작동 조건 하에서 발생할 것이다. 75%의 임계값 조건에 도달하면, 송풍기를 다시 오버라이딩함으로써, 충전을 재개할 수 있다.
훨씬 더 높은 주변 온도(예컨대, 40℃ 이상) 조건 하에서는, 충전 PCM 온도가 최소의 허용가능한 송풍기 전압 아래에 도달하기 어려울 수 있다. 이러한 조건 하에서는, 연료 절감을 목적으로 하여 정차시 엔진이 턴 오프되지 않아야 한다. 그 대신, 엔진은 편의 유지를 위해 온 상태로 유지되어야 한다.
도 6은 PCM 증발기의 정상 상태 충전을 모니터링 및 관리하기 위한 흐름도를 도시하고 있다. 객실 편의가 달성된 정상 상태 HVAC 시스템 동작시, 자연 충전이 유지된다. 분지의 나머지는 송풍기 오버라이드로 PCM 증발기의 주기적인 충전을 관리한다. 송풍기가 오버라이드되고 어떤 시간 후에 충전 실패가 발생하는 경우, 정차시 엔진이 정지하는 것을 방지하기 위해 충전 실패 신호가 엔진 제어에 제공된다.
도 6의 흐름도는 단계(60)에서 정상 상태 충전 진입으로 개시되며, Tref가 Tfreeze를 초과하는지를 결정하는 로직 단계(62)로 흐른다. Tref가 Tfreeze를 초과하지 않으면, 단계(64)에서 충전 상태 함수가 적분된 다음, 로직 단계(66)로 흐른다. 로직 단계(66)에서, 송풍기 오버라이드가 참(true)이 아니면, 단계(68)에서 ACC 제어가 유지되고 PCM 증발기가 충전된 다음, 종료 단계(70)로 흐른다. 대안적으로, 송풍기 오버라이드가 참이면, 로직 단계(72)에서 PCM 충전 상태가 결정된다. PCM이 100% 충전되지 않은 경우, 어떠한 조치도 취하지 않고 흐름은 종료 단계(70)로 이어진다. PCM이 100% 충전된 경우, 단계(72, 74)로 흘러, 송풍기 오버라이드 플래그가 참이 아닌 것으로 설정된 다음, 종료 단계(70)로 흐른다. 이는 송풍기 오버라이드를 불능화한다. Tref가 Tfreeze를 초과하면, 송풍기 오버라이드 상태를 평가하는 로직 단계(76)로 로직이 흐른다. 송풍기 오버라이드가 참이면, 오버라이드 Tmr이 조정된 설정값에 도달하였는지의 여부를 결정하는 로직 단계(78)로 로직이 흐른다. 오버라이드 Tmr이 설정값에 도달하지 않았으면, 단계(80)에서 오버라이드 Tmr+이 1만큼 증분되고, 종료 단계(70)로 로직이 흐른다. 오버라이드 Tmr이 설정값에 도달하였으면, 단계(82)에서 충전 상태에 0이 할당되고 PCM 충전에 실패가 할당되며, 종료 단계(70)로 로직이 흐른다. 송풍기 오버라이드가 참이 아니면, 로직 단계(84)로 로직이 흐르고, 상기 로직 단계(84)에서 PCM 충전이 75%를 초과하지 않으면, 송풍기 오버라이드를 초기화하고 오버라이드 타이밍을 개시하기 위해 송풍기 오버라이드를 참으로 설정하고 오버라이드 Tmr을 0으로 설정하는 단계(86)로 로직이 흐른 다음, 종료 단계(70)로 흐른다. 마지막으로, PCM 충전 상태가 75%를 초과하면, 단계(88)에서 ACC 제어 유지로 로직이 흐른 다음, 종료 단계(70)로 흐른다.
정상 상태 조건 하에서 SRR 호환 PCM 증발기의 충전
SRR을 구비한 차량 HVAC 시스템의 경우, 정상 작동 EOAT 온도는 5 내지 30℃ 범위의 주변 온도에서 PCM의 동결 온도보다 높을 수 있다. SRR 하에서 통상적인 EOAT 온도는 대략 10℃이다. PCM의 용융 온도가 SRR 설정 온도보다 낮기 때문에, 이는 PCM 증발기의 정상 상태 충전과 유지 보수를 불가능하게 만들 수 있다. 그러나, PCM 증발기 및 공기 유동 덕트의 열 관성을 이용하여, PCM 증발기와 SRR의 호환성을 달성할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, SRR 제어를 수분 동결 제어 EOAT 온도로 오버라이딩함으로써 PCM 증발기의 초기 충전이 실시된다. 일단 충전되어 충전 상태 지표가 100%이면, 개선된 HVAC 시스템의 에너지 효율을 달성하기 위해 SRR 제어가 실행된다. PCM 증발기의 유지 보수를 위해, 충전 상태를 유지하도록 SRR 제어가 주기적으로 오버라이딩된다. 10℃의 SRR EOAT 제어 및 5℃의 PCM 동결점에 의하면, 냉매 온도가 PCM 동결점보다 높을 것이기 때문에, SRR 동작이 PCM 증발기를 서서히 배출시킬 수 있다. (스타트 스톱 동작을 위해 최소의 필요 용량 수준인 것으로 규정된) 75%와 같이 미리 설정된 충전 상태 지표에서, SRR은 PCM을 충전하기 위해 낮아진 냉매 온도에 맞게 증발기 동결 제어로 오버라이딩될 것이다. 75% 수준의 충전 상태를 100%로 충전하는데 있어서, 예상 충전 시간은 약 25초이다. PCM 증발기의 열 관성으로 인해, 에어 스팀이 그 기간 동안의 온도 변화를 감지할 가능성이 없을 것이다. 충전 상태 지표가 100%의 값에 도달하면, SRR 제어는 HVAC 시스템의 정상적인 제어를 가정한다. (10℃와 같은) SRR의 높은 EOAT 제어 기간 동안, PCM 증발기에 저장된 냉각은 서서히 배출된다. 이는 더 저감된 압축기 부하로 자동 전이되며, 오직 SRR 알고리즘에 의한 경우보다 더 많은 추가적인 에너지 절감으로 이어진다. 그 주기 동안 평균적으로, SRR 오버라이딩 기간에 PCM을 충전하기 위해 사용되는 여분의 에너지는 그 배출 기간 동안 PCM 증발기로부터의 에너지 절감에 의해 상쇄된다. 순수한 효과는 충전 상태가 (예컨대) 적어도 75%로 유지되고, SRR이 자체 설계 목표를 여전히 달성한다는 것이다.
도 8은 SRR 호환 PCM 충전 알고리즘의 흐름도를 도시하고 있다. 흐름도는 단계(90)에서 SRR에 의한 정상 상태 충전 진입으로 개시되며, SRR이 사용가능한지의 여부를 결정하는 로직 단계(92)로 흐르고 있다. SRR이 사용가능하지 않으면, 수분 동결 제어를 실시하고 PCM을 충전하는 단계(94)로 로직이 흐른다. 그 다음, 로직은 PCM이 100% 충전되었는지의 여부를 결정하는 로직 단계(96)로 흐른다. 충전 상태 지표가 100%이면, 로직은 종료 단계(98)로 흐른다. 충전 상태 지표가 100% 미만이면, 로직은 수분 동결 제어를 재실시하고 PCM을 충전하기 위해 단계(94)로 피드백된다. 로직 단계(92)에서 SRR이 사용가능하면, 로직은 충전 상태가 75%를 초과하는지의 여부를 결정하는 로직 단계(100)로 흐른다. 충전 상태 지표가 75%를 초과하지 않으면, 로직은 단계(94)의 입력으로 반환된다. 충전 상태 지표가 75%를 초과하면, 로직은 SRR 제어를 유지하는 단계(102)로 계속 흐른 다음, 종료 단계(98)로 흐른다.
배출 공기 온도(DAT) 센서를 모니터링함으로써, 이러한 센서가 장착된 차량의 경우, SRR 오버라이딩 제어를 더 개선할 수 있다. DAT 센서가 배출 공기 온도 감소(예컨대, 배출 온도 감소에서 0.5℃ 감소)의 첫 번째 신호를 감지할 때까지, PCM 증발기의 충전이 계속 실시될 수 있다. 그 직후 SRR 제어가 재개된다. PCM 충전 상태 지표가 모니터링된다. 충전 상태 지표가 75%이거나 다른 어떤 소정의 값인 경우, PCM 증발기의 충전이 다시 개시되어야 한다. 이는 시간이 지남에 따라 주기적으로 실시된다. 이 방법의 장점은 공기 덕트의 열 관성이 ACC 시스템에 의해 명령된 배출 온도에 영향을 주지 않고 더 많은 충전 시간을 허용하는데 이용된다는 것이다.
PCM 증발기를 충전하는데 있어서 다른 고려 사항은 시내 주행이다. 2개의 연속적인 정차들 사이에서 타이머가 유지될 수 있으며, 주행 간격의 기록이 유지된다. 어떤 지점을 넘어 정차 빈도가 증가함에 따라, 차량이 시내에서 주행하고 있다는 판단이 이루어진다. SRR을 사용하는 것보다 엔진의 정지를 통해 더 많은 에너지를 절감할 수 있을 것임이 예상된다. 이 시점에서, PCM 충전이 점진적으로 SRR보다 높은 우선 순위를 갖게 될 것이다. 이는 증발기 수분 동결 제어를 향해 SRR의 설정점을 저감함으로써 알고리즘적으로 구현된다.
강화된 용량의 PCM 증발기
통상적으로 PCM 증발기가 15℃ 이하의 EOAT를 가진 공기 배출물을 90초까지 전달하여야 하는 스톱-스타트 동작을 지원하도록 설계된 HVAC 시스템에 비해, 광범위한 파워트레인 에너지의 효율적인 운용 전략을 지원하기 위해 더 큰 PCM 증발기의 충전 용량이 사용될 수 있다. PCM 증발기에 통합된 상변화 물질의 양은 추가적인 냉각 용량을 제공하기 위해 증대될 수 있다. 스톱-스타트 동작을 지원하기 위해 필요한 것보다 많은 양의 PCM을 가진 이러한 증발기를 이하에서는 강화된 PCM 증발기라 지칭한다. 예컨대, 스톱-스타트 동작을 지원하기 위해 필요한 상변화 물질의 질량이 Mss이고 추가적인 상변화 물질의 질량이 Ma이면, 강화된 PCM 증발기의 전체 상변화 물질의 질량은 Mss+Ma가 된다. 추가적인 용량의 사용은 후술하는 바와 같이 다양한 교통 및 도로 조건에 부합하도록 관리될 수 있다.
충전 및 배출 제어 방법
SRR에 의한 PCM 증발기의 동작에 대해서는 상술하였다. 본 발명에서는, 강화된 PCM 증발기에서 임의의 충전 상태를 달성하고 그에 따라 충전 상태 또는 배출 대역을 유지하기 위한, 충전 및 배출의 일반적인 제어 방법을 제공한다. 전술한 바와 같이, 도 7은 PCM 충전시 A/C 압축기를 동결 제어 설정점에서 작동시키고 PCM 배출시 A/C 압축기를 SRR 제어점에서 작동시킴으로써, 75% 내지 100%로 유지되고 있는 PCM 증발기의 충전 상태(SoC)를 도시하고 있다. 도 9는 SoC가 15% 내지 40%에서 변동하며 유지되고 있는 강화된 PCM 증발기를 나타낸다. A/C 압축기의 듀티 사이클을 2개의 서로 다른 제어 모드들, 즉, 동결 제어와 SRR 에너지 효율 제어로 변경함으로써, 임의의 특정 SoC 범위로 강화된 PCM 증발기를 충전 및 배출할 수 있다. A/C 압축기를 동결 제어 상태로 구동하면, 냉매 온도가 PCM 동결 온도보다 낮아지며, 100%의 SoC까지 PCM 증발기를 충전할 수 있다. 압축기를 SRR 제어 상태로 구동하면, 냉매 온도가 PCM 동결점보다 높아지며, 강화된 PCM 증발기가, 예컨대, 0%의 SoC로 완전히 배출될 수 있도록 허용한다.
강화된 PCM 증발기에 의한 개선된 스톱 -스타트 지원
강화된 PCM 증발기는 스톱-스타트 동작을 지원하고 그에 대응하는 에너지 효율을 제공하기 위해 표준적인 방식으로 작동될 수 있다. 스톱-스타트 동작 모드에서, 백분율로 필요한 상변화 물질의 질량은 Mss/(Mss + Ma)이다. 충전 사이클 동안, 강화된 PCM 증발기는 Mss/(Mss + Ma)와 동일한 SoC 값으로 충전되어야 한다. Mss의 질량을 가진 상변화 물질의 충전과 배출은 정차 기간의 90% 백분위에 대해 적절한 냉각을 제공하기에 충분하다. 그러나, 추가적인 상변화 물질의 질량(Ma)의 가용도를 고려하면, 장기간의 정차를 지원하기 위해 증대된 수준의 냉각이 이용가능하다. 예컨대, Ma = 0.2 Mss인 경우, 강화된 PCM 증발기는 정차 기간의 95% 백분위에 대해 적절한 냉각을 제공할 수 있다. 국지적인 운전 조건(예컨대, 외부 주변 온도)에 따라, 강화된 PCM 증발기 내의 상변화 물질의 총량은 최장 스톱-스타트 요건을 충족하기 위해 조절될 수 있다.
A/C 압축기 제동
강화된 PCM 증발기는 차량의 연비 향상을 달성하기 위해 광범위한 도로 경사 관리를 위한 에너지 저장 장치로서 사용될 수 있다. 이 방법은 차량의 운동을 전력으로 변환하여 차량을 감속하는 회생 제동을 구비한 전기 차량 또는 하이브리드 전기 차량 등의 차량에 직접 적용될 수 있다. 전기적으로 구동되는 A/C 압축기를 구비한 차량의 경우, 회생 제동으로부터의 전력을 배터리에 저장하는 대신 A/C 압축기를 구동하기 위해 직접 사용할 수 있고, 그 후, 냉각이 발생하여 강화된 PCM 증발기에 저장된다. 강화된 PCM 증발기를 충전하는 에너지 효율과 전기 배터리를 충전하는 에너지 효율에 따라, 그 중 하나 또는 다른 하나가 바람직한 저장 장치로서 사용될 수 있으며, 다른 하나는 2차 에너지 저장 장치로서 사용될 수 있다. 통상의 내연(IC) 기관 차량에서, A/C 압축기는 IC 엔진의 보조 드라이브에 의해 구동된다. A/C 압축기 제동을 활용하기 위해서는, 엔진이 차륜으로부터 기계적으로 분리되어 있는 경우에도, 예컨대, 클러치 또는 토크 변환기가 분리될 때, 제동시 A/C 압축기 부하가 차륜으로 전달되도록, IC 엔진 및 파워트레인의 구성에 대한 변형이 필요할 수도 있다.
이상적인 예에서, A/C 압축기 제동을 이용하는 차량이 최고점 간에 6킬로미터(㎞)의 파장을 가진 톱니 패턴으로 파형을 이루는 언덕이 있는 도로에서 주행하고 있다. 도로의 처음 3㎞ 내리막 구간에서, 차량은 중력의 효과로 인해 가속될 것이고, 차속을 유지하기 위해서는 제동이 필요할 것이다. 회생 제동이 적용될 것이고, 차량의 전기 모터는 전력을 발생시킬 것이며, 전력의 적어도 일부는 전기적으로 구동되는 A/C 압축기에 공급된다. 한편, 전기 A/C 압축기는 급증하는 전력의 균형을 맞추기 위해 더 높은 듀티 사이클로 제어된다. 이상적으로, 일정한 주행 속도를 유지하기 위해 A/C 압축기 부하가 사용될 수 있다. 높은 듀티 사이클에서, HVAC 시스템은 객실을 쾌적하게 유지하기 위해 필요한 것보다 더 많은 냉각을 발생시킨다. 과다한 냉각은 PCM 증발기 내의 상변화 물질에 의해 흡수되어 더 높은 충전 상태를 달성하게 된다. 3㎞ 내리막 구간이 적당한 양의 냉각 에너지만을 제공한다고 가정하면, 차량이 3㎞ 내리막 구간의 끝에 도달하는 시간까지, PCM 증발기는 SoC 값을 스톱-스타트 유지 SoC 값(Mss/(Mss + Ma))에서 최대 SoC 값(100%)으로 증대시켰을 것이다.
내리막 구간의 끝에 도달한 후, 차량은 도로의 두 번째 3㎞ 오르막 구간을 등반하기 시작한다. 차량을 언덕 위로 추진하기 위해서는 추가의 구동력이 필요하다. PCM 증발기가 100%의 충전 상태인 경우, A/C 압축기를 턴 오프할 수 있으므로, HVAC 시스템의 원하는 출력 온도를 여전히 유지하면서 A/C 압축기를 작동시키기 위해 필요한 전력을 절감할 수 있다. 압축기를 정지시킴으로써 이용가능해진 전력은 속도를 잃지 않고 경사로의 상단까지 차량을 주행하기에 거의 충분하다. 한편, 차량 실내의 편의는 PCM 증발기에서 상변화 물질의 배출에 의해 유지된다. 이상적으로, 3㎞ 오르막 구간의 끝에서, PCM 증발기는 3㎞ 내리막 구간 동안 PCM에 저장된 양의 냉각만을 배출할 것이며, PCM 증발기는 스탑-스타트 동작을 지원하기에 충분한 SoC 값(Mss/(Mss + Ma))을 유지하게 된다.
물론, 실제 도로 상황은 이와 같이 완벽하게 균형을 이루는 경우가 드물다. 그러나, 파워트레인에 대한 부하를 변경하고, 차속 및 엔진 속도의 유지를 돕기 위해 추가적인 전력을 흡수 또는 방출하여, 파워트레인 에너지 효율의 최적화를 용이하게 하는 에너지 저장 장치로서 PCM 증발기를 사용하는 방법은 일반적으로 적용될 수 있다. 엔진 및 파워트레인의 최적의 동작 지점은 차량의 연비를 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 최적의 동작 지점에서 파워트레인이 작동하는 장기간의 시간은 차량의 전체적인 연비를 향상시킨다.
도 10은 다량의 상변화 물질을 포함한 열사이펀 증발기를 가진 HVAC 시스템이 장착된 차량에서 제동 에너지를 회수하기 위한 방법(200)의 비한정적인 예를 나타내고 있다.
차량의 운동 에너지의 일부를 기계 에너지로 변환하는 단계(210)에서는, 차량의 운동 에너지의 일부가 기계 에너지로 변환된다. 이러한 변환은 차량의 견인 차륜에 커플링된 기계적 링크에 의해 실시될 수 있다.
기계 에너지의 일부를 전기 에너지로 변환하는 단계(212)에서는, 단계(210)에서 생성된 기계 에너지의 일부가 기계적 링크에 의해 전기 또는 하이브리드 전기 차량의 전기 모터 등의 전기 발전기로 전송될 수 있다. 제동으로 인해 생성된 기계 에너지를 전기 에너지로 이와 같이 변환시키는 것을 통상적으로 회생 제동이라 호칭하고, 이를 실시하기 위해 필요한 시스템 및 방법은 당업자에게 잘 알려져 있다.
기계 에너지의 일부를 A/C의 압축기에 제공하는 단계(214)에서는, 단계(210)에서 생성된 기계 에너지의 일부가 기계적 링크에 의해 당해 기계적 링크에 커플링된 공조 압축기에 전송된다. 기계적 링크는 A/C 압축기 및 차량 엔진에 커플링된 보조 벨트 드라이브일 수 있다. 보조 드라이브는, 차량 엔진, 변속기 및 구동 샤프트를 포함하는 차량의 파워트레인을 통해 견인 차륜에 커플링될 수 있다.
전기 에너지의 일부를 A/C의 압축기를 구동하는 전기 모터에 제공하는 단계(216)에서는, 단계(212)에서 생성된 전기 에너지의 일부가 A/C의 압축기를 구동하기 위해 A/C 압축기에 커플링된 전기 모터에 제공될 수 있다.
A/C의 압축기를 작동시켜 냉매를 액체 상태로 압축하는 단계(218)에서는, 냉매를 가스 상태에서 액체 상태로 압축하기 위해 단계(214)의 보조 구동 벨트 또는 단계(216)에서의 전기 모터에 의해 A/C 압축기가 구동된다. 통상적으로, 냉매는 증발기에 공급되기 전에 열교환기(응축기)를 통해 전송되기도 한다.
열사이펀 증발기 내에서 냉매를 가스 상태로 증발시키는 단계(220)에서는, 단계(218)에서 압축된 액체 냉매가 열사이펀 증발기로 전송되며, 상기 열사이펀 증발기에서는 냉매가 증발하며 열사이펀 증발기 내에 수용된 상변화 물질로부터 열을 흡수함으로써, 상변화 물질의 액체 상태를 고체 상태로 변화시키고 A/C 압축기로부터의 에너지를 저장한다.
강화된 PCM 증발기에 의한 정차시 감속 및 가속 지원
정차시, PCM 증발기는 편의를 유지하기 위해 배출된다. 일반적으로, 차량이 신호등에서 출발할 때, 차량 가속 성능을 저감하기 위해 A/C 압축기를 작동시켜 PCM 증발기를 즉시 충전하거나, 가속 성능을 높이기 위해 압축기를 작동시키지 않음으로써 PCM 충전을 지연시키는 트레이드-오프가 이루어진다. 가속 성능이 최적화되면, 승객의 편의가 저하되고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
강화된 PCM 증발기의 냉각 용량이 증대되면, 이는 스타트-스탑 동작을 지원하기 위해 필요한 것보다 더 높은 충전 상태로 충전될 수 있으며, 예컨대, 정차된 차량의 출발을 지원하기 위한 SoC는 1.3 * Mss/(Mss + Ma)에 상응한다. 강화된 PCM 증발기의 배출은 신호등에서 엔진이 정지할 때 개시되며, 통상적으로, Mss/(Mss + Ma)인 SoC에서의 저감을 필요로 한다. 차량이 신호등으로부터 멀어지며 가속할 때, 통상적으로, 남은 SoC는 여전히 0.3 * Mss/(Mss + Ma)이다. 따라서, PCM 증발기는 차량의 가속 기간 중에 여전히 냉각을 제공하며, A/C 압축기가 냉각을 제공하기 위해 턴 온될 필요가 없다. 차량 가속 성능과 승객의 편의 사이에서 더 이상 타협할 필요가 없다. 이들 모두 동시에 유지될 수 있다. A/C 압축기는 차량의 가속을 향상시키기 위해 오프로 유지될 것이며, 강화된 PCM 증발기의 강화된 용량의 지속적인 배출에 의해 승객의 편의가 유지될 수 있다. 가속이 완료되면, 강화된 PCM 증발기를 재충전하기 위해 A/C 압축기가 턴 온될 수 있다.
차량 감속시, 예컨대, 0.3 * Mss/(Mss + Ma)의 추가적인 PCM 냉각 충전이 제공될 수 있다. 정속 주행 중에, 증발기는 스톱-스타트 동작을 지원하기 위해 Mss/(Mss + Ma)인 충전 상태 수준으로 충전될 수 있다. 차량이 제동될 때, 회생 제동으로부터의 운동 에너지가 0.3 * Mss/(Mss + Ma)의 양만큼 PCM 증발기를 충전하기 위해 사용될 수 있다.
충전 상태 압축기 사이클링 제어
전술한 바와 같이, A/C 압축기 사이클링은 통상적으로 2개의 방법 중 하나에 의해 제어된다. 하나의 방법은 증발기의 동결을 방지하도록 설계되며, 증발기 동결 제어 방법으로서 일반적으로 알려져 있다. 증발기 동결 제어는 1 내지 3℃ 등의 특정 대역 이내로 EOAT를 제한함으로써 실시된다. 제어의 목적은 주로 증발기의 동결을 방지하는 것이다. 이 방법에 따르면, 저온 공기 배출이 필요하지 않은 경우, 증발기로부터 출력된 차가운 공기의 일부가 히터 코어를 통과하여 가열되고, 차가운 흐름과 재혼합되어 원하는 배출 온도가 된다. 재가열될 공기를 냉각하기 위해 A/C 압축기를 작동시키는 것은 명백하게 에너지 효율적이지 않다.
다른 방법은 시리즈 재가열을 저감하기 위한 것으로서, SRR 제어 방법으로서 일반적으로 알려져 있다. SRR 배후 개념은, 낮은 배출 온도가 필요하지 않은 경우, 낮은 온도로 냉각할 필요가 없고, 나중에 히터 코어로부터의 열로 재가열하기만 하면 된다. SRR 제어 방법에서는, EOAT 온도가 대략 10℃가 되도록, A/C 압축기 제어 설정점이 상승하게 된다. 전술한 바와 같이, 압축기 제어를 2개의 모드, 즉, 증발기 동결 제어 및 SRR 제어로 변경함으로써, 스톱-스타트 동작을 지원하기 위해, PCM 증발기를 충전할 수 있다.
전술한 바와 같은 SRR 제어 또는 동결 제어 방법에 기초한 A/C 압축기 사이클링 제어 대신, 압축기 제어 파라미터로서 충전 상태 값(fp)을 직접 사용할 수 있으며, 이하에서는 충전 상태 제어 방법이라 호칭한다. 도 11의 비한정적인 실시예에 도시된 바와 같이, A/C 압축기 듀티 사이클(104)은 특정 범위 내에 충전 상태 값(106)을 유지하도록 설정될 수 있다. 정상 작동시, 충전 상태 값(fp)은 하한값(108)(예컨대, Mss/(Mss + MA))과 상한값(110)(예컨대, 100 %) 사이로 한정될 수 있다. 대안적으로, 다른 상한값과 하한값이 선택될 수 있다. 충전 과정 중에, A/C 압축기가 턴 온되어 강화된 PCM 증발기를 상한값(110)으로 충전한다. 상변화 물질의 동결점은 증발기가 압축기의 동작 기간 중에 동결되지 않도록 선택된다. PCM 증발기가 완전히 충전되면, A/C 압축기는 스위치 오프된다. 강화된 PCM 증발기는 HVAC 시스템을 통해 냉각을 제공하기 위해 자체 배출을 개시한다. 충전 상태 값이 하한값(108)에 도달할 때까지 배출이 계속되며, 압축기는 다시 턴 온될 것이다. Mss/(Mss + Ma)의 하한값(108)은 스톱-스타트 동작을 위해 냉각 충전의 기준량이 유지되도록 보장한다. 충전 상태 제어 방법은, 하한값(108)이 0% 이상이고 상한값(110)이 100% 이하인 작동 대역 내에 SoC 값(106)이 존재하도록, A/C 압축기가 작동할 수 있게 한다.
충전 상태 제어 방법의 이점은 PCM 증발기의 잠열 함량을 직접 이용하여 상당히 장기간인 사이클링 주기를 실현할 수 있다는 것이다. 이는 HVAC 시스템의 에너지 효율을 두 가지 방식으로 향상시킨다. 첫째, 이는 증발기를 동결시키지 않고 가변 변위 A/C 압축기가 최대 변위 또는 최대 스트로크 모드로 주로 작동할 수 있도록 한다. 가변 변위 A/C 압축기의 최대 스트로크 동작이 부분 스트로크 동작보다 더 에너지 효율적이라는 것은 당업자에게 잘 알려져 있다. 대안적으로, 더 저렴한 고정 변위 A/C 압축기가 사용될 수 있다. 둘째, 중요한 압축기 에너지 손실은 과도 사이클링 손실이다. A/C 압축기 사이클이 더 빈번하게 온 및 오프될 수록, A/C 압축기 동작의 에너지 효율이 저하된다. 사이클링 기간을 증대시키면 사이클링 빈도가 저감되므로, 더 높은 A/C 압축기 에너지 효율을 제공한다.
자동 디포그 동작에 있어서, 공기를 제습하기 위해 EOAT가 낮아져야 한다. 디포그 모드에 있을 때에는, 충전 상태 제어를 오버라이딩하고 증발기 동결 제어로 전환할 수 있다. 충전 상태 제어 방법을 오버라이딩하기 위해, 차량 실내의 인간의 편의를 위해 산출되거나 지정된 습도 수준 등의 다른 오버라이드 파라미터를 사용할 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 다량의 상변화 물질을 포함한 열사이펀 증발기를 가진 HVAC 시스템에서 공조(A/C) 압축기를 제어하기 위한 방법(300)의 비한정적인 예를 나타내고 있다.
상변화 물질을 포함한 열사이펀 증발기를 제공하는 단계(310)에서는, 다량의 상변화 물질을 포함한 열사이펀 증발기가 제공된다.
가변 변위 A/C 압축기를 제공하는 단계(312)에서는, 가변 변위 A/C 압축기가 제공될 수 있다. 대안적으로, 고정 변위 A/C 압축기가 제공될 수 있다.
증발기 출력 공기 온도(EOAT)를 측정하는 단계(314)에서는, 증발기를 통해 흐르는 공기의 온도가 HVAC 시스템 내의 온도 센서와 같은 장치에 의해 측정된다.
EOAT에 기초하여 충전 상태(SoC) 값을 생성하는 단계(316)에서는, 예컨대, 상기 등식에 따라, 충전 상태 값(fp)이 산출된다.
SoC의 상한값과 하한값을 결정하는 단계(318)에서는, 충전 상태 값의 상한값과 하한값이 결정된다. Mss와 Ma가 위에서 규정한 바와 같은 경우 하한값은 Mss/(Mss + Ma)의 값과 동일할 수 있으며, 상한값은 1(100%)일 수 있다.
외부 주변 공기 온도를 결정하는 단계(320)에서는, 온도 센서에 의해 차량 실내 외부의 주변 공기 온도가 측정될 수 있다. fp의 상한값은 외부 주변 공기 온도에 기초할 수 있다. 외부 주변 공기 온도가 낮을 경우, 유입되는 주변 공기를 열사이펀 증발기가 덜 냉각하여도 되기 때문에, 상한값이 저감될 수 있다.
평균 차량 정지 시간을 결정하는 단계(322)에서는, 차량의 평균 정지 시간이 결정된다. 하한값은 평균 정지 시간에 기초할 수 있다. 차량 실내의 편의를 유지하기 위해, 정지 시간이 짧으면 하한값이 저감될 수 있는 반면, 정지 시간이 길면 스타트-스톱 동작시 하한값이 증대되어야 한다.
SoC 값이 하한값 이하인 경우 A/C 압축기의 동작을 개시하는 단계(324)에서는, 상변화 물질의 상을 액체에서 고체로 변화시키기 위해 충전 상태 값이 하한값보다 작을 경우 A/C 압축기가 작동됨으로써, 상변화 물질을 "충전"한다.
A/C 압축기를 최대 변위 모드로 작동시키는 단계(326)에서는, 단계(312)에서 가변 변위 A/C 압축기가 제공된 경우, A/C 압축기가 최대 변위 모드로 작동됨으로써, A/C 압축기를 부분 변위 모드보다 더 에너지 효율적인 모드로 작동시킨다.
SoC 값이 상한값 이상인 경우 A/C 압축기의 동작을 중단하는 단계(328)에서는, 충전 상태 값이 상한값에 도달하여 원하는 수준의 상변화 물질의 충전이 달성되었음을 나타내는 경우, 보조 벨트 드라이브로부터 A/C 압축기를 분리함으로써 A/C 압축기가 정지되거나, A/C 압축기가 최소 변위 모드로 진입한다.
HVAC 시스템이 디포그 모드로 동작하고 있는지의 여부를 결정하는 단계(330)에서는, HVAC 시스템 제어기가 HVAC 시스템이 디포그 또는 디프로스트 모드로 동작하고 있는지의 여부를 결정할 수 있다.
HVAC 시스템이 디포그 모드로 동작하고 있을 경우 동결 제어 방법에 따라 A/C 압축기를 작동시키는 단계(332)에서는, 단계(330)에서 HVAC 시스템이 디포그 모드로 동작하고 있는 것으로 결정되는 경우, 단계(312 내지 328)들의 충전 상태 제어 모드를 오버라이딩할 수 있고, 그 대신, A/C 압축기를 전술한 바와 같이 동결 제어 방법으로 제어할 수 있다.
차량 실내의 습도값을 결정하는 단계(334)에서는, 차량 실내의 공기의 습도값이 차량 실내의 습도 센서 또는 당업자에게 잘 알려진 다른 습도 결정 방법에 의해 결정될 수 있다.
습도값이 임계값을 초과하는 경우 동결 방법에 따라 A/C 압축기를 작동시키는 단계(336)에서는, 단계(334)에서 차량 실내의 습도값이 차량 실내의 승객의 편의를 위한 임계값을 초과하는 것으로 결정되는 경우, 단계(312 내지 328)들의 충전 상태 제어 모드를 오버라이딩할 수 있고, 그 대신, A/C 압축기를 전술한 바와 같이 동결 제어 방법으로 제어할 수 있다.
내리막 주행 또는 제동시 에너지 회수
내리막 운동 에너지를 회수하기 위한 A/C 압축기의 사용은 차륜에 연결된 파워트레인의 일부인 벨트 구동식 압축기에 따라 좌우된다. 내리막 길에서 엔진을 브레이크로 사용하는 것과 마찬가지로, A/C 시스템에서 냉각을 발생시키면서 압축기를 브레이크로 사용할 수 있다. 엔진 브레이크의 경우, 높은 엔진 속도를 달성하기 위해 변속기가 저단 기어로 시프트되며, 엔진으로의 휘발유 공급이 차단된다. 고속 엔진에 의한 실린더 내의 공기 압축은 구동 차륜이 브레이크 역할을 하기에 충분한 저항을 제공한다. 최대 냉각을 발생시키기 위해 브레이크로서 압축기를 사용하는 본 발명에서, 본 발명자들은 공기가 압축되지 않고 최소의 저항으로 지속적으로 실린더에 유입 및 배출되는 방식으로 엔진의 흡기 및 배기 밸브 타이밍을 동작하도록 제안한다. 이에 따라, 차륜의 회전 에너지가 고효율로 A/C 압축기에 전송된다.
내리막에서 에너지를 회수하기 위해서는, 가변 변위 A/C 압축기의 경우에 최대 스트로크 또는 가능한 최고 압축기 스트로크를 사용할 것을 추가적으로 제안한다. 이는 PCM 증발기를 충전하기 위해 A/C 압축기에 의해 생성되는 냉각을 최대화할 것이다. 최대 스트로크 동작으로 인해, 증발기는 증발기의 공기 측의 응축수를 동결시킬 수 있다. 따라서, 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, A/C 압축기 변위를 적절하게 저감하거나, A/C 압축기의 클러치를 잠시 분리함으로써, 압축기 동결 제어를 실시하여야 한다.
내리막에서 A/C 압축기 동작에 의해 PCM 증발기 내의 상변화 물질의 충전 속도를 증대시키기 위해, 내리막 초입에서, 증발기 냉매 온도가 표준 증발기 응축수 동결 제어에서 일반적으로 달성되는 것보다 낮아지게 압축기가 작동하도록 허용할 것을 제안한다. 본원에서는 이를 서브-동결(sub-freeze) 압축기 제어라 호칭한다. 서브-동결 제어가 허용되는 기간은 타이머에 의해 추적되며, 조정가능한 시간 임계값과 비교될 수 있다. 시간 임계값을 초과하면, A/C 압축기는 전술한 바와 같이 일반적인 동결 제어를 재개할 수 있다. 초기 서브-동결 제어 기간 후에, PCM 증발기의 충전 상태에 따라, PCM의 충전 상태를 유지하기 위해 서브-동결 압축기 제어가 주기적으로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.
엔진 동력 전달을 레벨 로드(level road)에 기록된 것과 비교함으로써, 내리막 검출을 달성할 수 있다. 레벨 로드 상에서 엔진으로부터의 동력은 주로 차속의 함수이다. 도로가 내리막으로 경사져 시작되면, 차속을 유지하기 위해 더 적은 동력이 필요하다. 임계 경사에 도달하면, 차속을 유지하기 위해 엔진으로부터의 동력은 필요하지 않다. 도로의 내리막 정도가 심해지면, 차량이 가속될 것이다. 운전자는 차속을 유지하기 위해 브레이크를 밟기 시작하여야 할 것이다. 따라서, 일정한 차속을 위해, 브레이크 적용과 차륜에 대한 제로 엔진 동력 전달의 조합이 회수될 에너지로 상당한 내리막의 정도를 표시하는 역할을 할 수 있다. 이러한 내리막의 정도가 검출되면, 브레이크 페달 위치가 A/C 압축기 제어에 의해 압축기 부하로 전환될 수 있으며, 엔진의 흡기 및 배기 밸브 타이밍과 지속 기간이 최소의 엔진 저항을 제공하도록 조정되어야 한다.
도 13은 차량이 회수 에너지로 내리막을 주행하고 있을 때 PCM 증발기를 충전하기 위해 압축기를 제어하는 방법(300)의 비한정적인 예를 나타내고 있다.
차량이 정차를 위해 감속할 때, 유사한 알고리즘이 사용될 수 있다. 정차 제동은 차륜에 대한 제로 엔진 동력 전달, 차속 감소 및 브레이크 페달의 적용에 의해 검출된다. A/C 압축기 변위를 증대시키거나 A/C 압축기의 클러치를 잠시 결합하여 A/C 압축기를 제어함으로써, 브레이크 페달의 위치를 압축기 부하로 변환할 수 있다.
언덕 등반 또는 정차로부터의 가속을 지원하기 위해 PCM 에 저장된 에너지의 적용
내리막 길이나 제동시 PCM 증발기에 저장된 에너지는 A/C 압축기로부터 엔진 토크에 대한 수요를 저감하기 위해 사용될 수 있으며, 이에 따라, 엔진의 RPM-토크 맵에서 보다 에너지 효율적인 동작 지점에 엔진을 배치하여 연비를 향상시킬 수 있다.
오르막 주행은 레벨 로드 차량 동작 동력/토크 요구를 현재의 동력/토크 요구와 비교함으로써 검출될 수 있다. 균일한 차속 하에서, 높은 토크와 엔진 속도는 차량이 오르막을 주행하고 있다는 것을 표시하는 역할을 할 수 있다. 차량이 정차로부터 가속될 때, 다른 증대된 동력/토크 수요가 발생한다. 어느 경우에나, PCM 증발기에 저장된 에너지는 엔진 효율 당 RPM-토크 맵 상의 엔진 동작 지점을 개선하여 연비 향상을 돕는다.
정차 상태에서 가속할 때 또는 오르막 주행 중의 기간, 예컨대, 30초 동안, 차량 실내에 적절한 냉각을 제공하기에 충분한 냉각 에너지가 PCM에 저장되어 있을 가능성이 있다. 따라서, 엔진에 대한 압축기 부하를 저감하기 위해, A/C 압축기가 엔진으로부터 분리될 수 있거나, 변위가 최소화될 수 있다. 실제로, 낮은 가속도 또는 낮은 정도의 오르막 경사를 위해, PCM에 저장된 에너지의 사용을 연장하기 위해 압축기가 최소의 부하와 결합된 상태로 유지될 수 있다. 정차 상태에서 가속할 때의 경우와 같이 부하 저감 요구가 사라지거나, 오르막 경사가 30초 등의 기간보다 더 오래 지속되는 긴 오르막인 것으로 입증되어, 규정된 초기 기간이 종료된 후에, 압축기 부하 저감이 제2 단계에 진입함으로써, A/C 압축기는 표준 SRR 제어에 따라 작동할 것이다. 표준 SRR 제어 하에서, A/C 압축기는 낮은 부하 수준으로 일을 시작하며, PCM은 배출을 계속한다. 엔진은 저감된 부하를 감지할 것이지만, 초기 기간에서와 같이 제로 부하를 감지하지는 않을 것이다. 이는, 10%의 조정가능한 양의 낮은 임계값에 도달한 SoC로 표시되는 바와 같이, PCM이 거의 소진될 때까지 무기한 계속될 수 있다. 이 시간까지, 바라건대, 도로가 수평이 되거나, 차량이 원하는 속도로 가속될 것이다. 그렇지 않으면, 정차 및 출발 동작을 준비하기 위해 PCM을 최소량으로 충전할 수밖에 없을 것이다. A/C 압축기 제어는 위에서 규정한 바와 같이 PCM 호환 SRR 제어로 복원된다.
도 14는 차량이 오르막을 주행할 때 PCM 증발기를 배출하기 위한 압축기의 제어 방법(400)을 도시하고 있다.
따라서, 상변화 물질을 포함한 열사이펀 증발기를 가진 난방 환기 공조 시스템이 수용된 차량에서 제동 에너지를 회수하는 방법과, 상변화 물질을 포함한 열사이펀 증발기를 가진 난방 환기 공조 시스템에서 공조 압축기를 제어하는 방법이 제공된다. 상기 방법(200)은 차량 제동시 수득된 에너지의 일부를 저장하기 위해 상변화 물질을 구비한 열사이펀 증발기를 사용한다. 상기 방법(300)은 충전 상태 값(fp)을 모니터링하여 열사이펀 증발기와 함께 사용되는 A/C 압축기를 제어한다. 이 방법은, 압축기를 동결시키거나 A/C 압축기 사이클링의 양을 저감하지 않고, 가변 변위 A/C 압축기가 더 에너지 효율적인 최대 변위 모드로 주로 작동할 수 있도록 허용함으로써, 에너지를 향상시키는 이점을 제공한다. 상기 방법(400)은 정차시 또는 내리막에서 속도를 유지할 때 차량 감속으로 인한 에너지를 회수하기 위해 열사이펀 증발기와 함께 사용되는 A/C 압축기를 제어한다. 상기 방법(500)은 오르막 주행시 또는 정차 상태에서 가속할 때 엔진 부하를 저감하기 위해 열사이펀 증발기와 함께 사용되는 A/C 압축기를 제어한다.
본 발명은 그 바람직한 실시예의 관점에서 설명되었으나, 바람직한 실시예에 한정되지 않고, 오히려 후속되는 특허청구범위 내에 기재된 정도까지만 한정되도록 의도된다. 또한, 제1, 제2 등의 용어의 사용은 어떤 중요도의 순서를 나타내지 않으며, 오히려 제1, 제2 등의 용어는 하나의 요소를 다른 요소와 구분하기 위해 사용된다. 또한, 관사(a, an 등)의 사용은 양의 한정을 나타내지 않으며, 오히려 인용된 항목 중 적어도 하나의 존재를 나타낸다.

Claims (19)

  1. 상변화 물질을 포함하는 증발기(10)를 가진 난방 환기 공조(HVAC) 시스템에서 공조(A/C) 압축기를 제어하는 방법(300)이며,
    증발기 출력 공기 온도(EOAT)를 측정하는 단계(314)와,
    상기 EOAT에 기초하여 충전 상태(SoC) 값을 결정하는 단계(316)와,
    SoC의 상한값(110)과 하한값(108)을 결정하는 단계(318)와,
    SoC 값(106)이 상기 하한값 이하일 때 상기 A/C 압축기의 동작을 개시하는 단계(324)와,
    SoC 값(106)이 상기 상한값 이상일 때 상기 A/C 압축기의 동작을 중단하는 단계(328)를 포함하는,
    HVAC 시스템에서 A/C 압축기를 제어하는 방법(300).
  2. 제1항에 있어서,
    HVAC 시스템이 디포그 모드로 동작하고 있는지의 여부를 결정하는 단계(330)와,
    HVAC 시스템이 디포그 모드로 동작하고 있는 경우, 동결 제어 방법에 따라 상기 A/C 압축기를 작동시키는 단계(332)를 더 포함하는,
    HVAC 시스템에서 A/C 압축기를 제어하는 방법(300).
  3. 제1항에 있어서,
    차량 실내의 습도값을 결정하는 단계(334)와,
    상기 습도값이 임계값을 초과할 경우, 동결 방법에 따라 A/C 압축기를 작동시키는 단계(336)를 더 포함하는,
    HVAC 시스템에서 A/C 압축기를 제어하는 방법(300).
  4. 제1항에 있어서,
    외부 주변 공기 온도를 결정하는 단계(320)를 더 포함하며, 상기 상한값(110)은 상기 외부 주변 공기 온도에 기초하는,
    HVAC 시스템에서 A/C 압축기를 제어하는 방법(300).
  5. 제1항에 있어서,
    평균 차량 정지 시간을 결정하는 단계(322)를 더 포함하며, 하한값(108)은 상기 평균 차량 정지 시간에 기초하는,
    HVAC 시스템에서 A/C 압축기를 제어하는 방법(300).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상변화 물질을 포함한 상기 증발기(10)를 제공하는 단계를 더 포함하는,
    HVAC 시스템에서 A/C 압축기를 제어하는 방법(300).
  7. 제1항에 있어서,
    가변 변위 A/C 압축기를 제공하는 단계(310)와,
    상기 A/C 압축기를 최대 변위 모드로 작동시키는 단계(312)를 더 포함하는,
    HVAC 시스템에서 A/C 압축기를 제어하는 방법(300).
  8. 제1항에 있어서,
    증발기(10) 내의 상변화 물질의 질량은 Mss + Ma이며, 여기서, Mss는 스타트-스톱 동작을 위해 필요한 상변화 물질의 질량이고, Ma는 추가적인 상변화 물질의 질량이며, 하한값은 Mss/(Mss + Ma)인,
    HVAC 시스템에서 A/C 압축기를 제어하는 방법(300).
  9. 제1항에 있어서,
    충전 상태(SoC) 지표 제어 값을 결정하는 단계는,
    EOAT에 기초한 예상 냉매 온도와 상변화 물질 동결 온도 간의 차이를 산출하고 상기 차이를 시간으로 적분함으로써, SoC 값(106)을 결정하는 단계와,
    SoC 값(106)이 충전된 상변화 물질의 백분율을 나타내도록, SoC 값(106)에 조정가능한 변수를 적용하는 단계를 더 포함하는,
    HVAC 시스템에서 A/C 압축기를 제어하는 방법(300).
  10. 제9항에 있어서,
    HVAC 시스템 오프 시간의 장기간의 조정가능한 기간 후에, SoC 값(106)을 제로로 초기화하는 단계와,
    SoC 값(106)이 1(100%)보다 클 때, SoC 값(106)의 값을 1(100%)로 잘라내는 단계를 더 포함하는,
    HVAC 시스템에서 A/C 압축기를 제어하는 방법(300).
  11. 상변화 물질을 포함하는 증발기(10)를 가진 HVAC 시스템을 구비한 차량에서 제동 에너지를 회수하는 방법(200)이며,
    차량의 운동 에너지의 일부를 기계 에너지로 변환하는 단계(210)와,
    상기 기계 에너지의 일부를 A/C 압축기에 제공하는 단계(214)와,
    상기 A/C 압축기를 작동시켜 냉매를 액체 상태로 압축하는 단계(218)와,
    상기 증발기 내에서 상기 냉매를 가스 상태로 증발시킴으로써, 상기 상변화 물질의 액체 상태를 고체 상태로 변화시키고 상기 A/C 압축기로부터의 에너지를 저장하는 단계(220)를 포함하며,
    상기 A/C 압축기는 제1항의 방법(300)에 의해 제어되는,
    HVAC 시스템을 구비한 차량에서 제동 에너지를 회수하는 방법(200).
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기계 에너지의 일부를 전기 에너지로 변환하는 단계(212)와,
    상기 전기 에너지의 일부를 상기 A/C 압축기를 구동하는 전기 모터에 제공하는 단계(214)를 더 포함하는,
    HVAC 시스템을 구비한 차량에서 제동 에너지를 회수하는 방법(200).
  13. 상변화 물질을 포함하는 증발기(10)를 가진 HVAC 시스템을 구비한 차량에서 제동 에너지를 회수하는 방법(200)이며,
    차량의 운동 에너지의 일부를 기계 에너지로 변환하는 단계(210)와,
    상기 기계 에너지의 일부를 A/C 압축기에 제공하는 단계(214)와,
    상기 A/C 압축기를 작동시켜 냉매를 액체 상태로 압축하는 단계(218)와,
    상기 증발기 내에서 상기 냉매를 가스 상태로 증발시킴으로써, 상기 상변화 물질의 액체 상태를 고체 상태로 변화시키고 상기 A/C 압축기로부터의 에너지를 저장하는 단계(220)를 포함하는,
    HVAC 시스템을 구비한 차량에서 제동 에너지를 회수하는 방법(200).
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기계 에너지의 일부를 전기 에너지로 변환하는 단계(212)와,
    상기 전기 에너지의 일부를 상기 A/C 압축기를 구동하는 전기 모터에 제공하는 단계(214)를 더 포함하는,
    HVAC 시스템을 구비한 차량에서 제동 에너지를 회수하는 방법(200).
  15. 제13항에 있어서,
    차량이 내리막을 주행하고 있는지의 여부를 검출하는 단계와,
    내리막 주행 시한을 결정하는 단계와,
    내리막 주행 시간이 상기 내리막 주행 시한 이내인 경우, 서브-동결 제어에 따라 상기 A/C 압축기를 작동시키는 단계와,
    상기 내리막 주행 시한을 초과하는 경우, 표준 동결 제어에 따라 상기 A/C 압축기를 작동시키는 단계를 더 포함하는,
    HVAC 시스템을 구비한 차량에서 제동 에너지를 회수하는 방법(200).
  16. 제13항에 있어서,
    차량이 감속하고 있는지의 여부를 검출하는 단계와,
    감속 시한을 결정하는 단계와,
    감속 시간이 상기 감속 시한 이내인 경우, 서브-동결 제어에 따라 상기 A/C 압축기를 작동시키는 단계와,
    상기 감속 시한을 초과하는 경우, 표준 동결 제어에 따라 상기 A/C 압축기를 작동시키는 단계를 더 포함하는,
    HVAC 시스템을 구비한 차량에서 제동 에너지를 회수하는 방법(200).
  17. 상변화 물질을 포함하는 증발기(10)를 가진 HVAC 시스템에서 A/C 압축기를 제어하는 방법(500)이며,
    증대된 엔진 부하를 결정하는 단계와,
    증대된 엔진 부하 시한을 결정하는 단계와,
    증대된 엔진 부하 시한이 임계값을 초과할 때까지 A/C 압축기의 작동을 중단시키는 단계(520)와,
    상기 증대된 엔진 부하 시한이 임계값을 초과할 경우, SRR 방법에 따라 상기 A/C 압축기를 작동시키는 단계(522)를 포함하는,
    HVAC 시스템에서 A/C 압축기를 제어하는 방법(500).
  18. 제17항에 있어서,
    차량이 오르막을 주행하고 있는지의 여부를 검출하는 단계(510)와,
    오르막 주행 시한을 결정하는 단계(512)와,
    내리막 주행 시간이 상기 내리막 주행 시한 이내인 경우, SRR 방법에 따라 상기 A/C 압축기를 작동시키는 단계(514)와,
    PCM 충전이 SoC 임계값보다 작은 경우, 표준 동결 제어에 따라 상기 A/C 압축기를 작동시키는 단계를 더 포함하는,
    HVAC 시스템에서 A/C 압축기를 제어하는 방법(500).
  19. 제17항에 있어서,
    차량이 가속하고 있는지의 여부를 검출하는 단계와,
    가속 시한을 결정하는 단계와,
    가속 시간이 상기 가속 시한을 초과하는 경우, SRR 방법에 따라 상기 A/C 압축기를 작동시키는 단계와,
    PCM 충전이 거의 하한 임계값인 경우, 표준 동결 제어에 따라 상기 A/C 압축기를 작동시키는 단계를 더 포함하는,
    HVAC 시스템에서 A/C 압축기를 제어하는 방법(500).
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