KR20160056134A - 가변 컴프레서를 이용한 에어컨 시스템 및 제어방법 - Google Patents

가변 컴프레서를 이용한 에어컨 시스템 및 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선기어, 선기어에 외접된 제1,2,3유성기어를 고정한 캐리어, 상기 제1,2,3유성기어에 내접된 링기어로 이루어지고, 상기 선기어, 상기 캐리어, 상기 링기어 중 어느 하나가 일정한 회전력을 입력으로 전달받고, 상기 선기어, 상기 캐리어, 상기 링기어 중 어느 하나가 출력을 발생하는 유성기어 셋을 포함하며, 상기 유성기어 셋은 냉방부하조건에 따라 사판축의 회전수가 증감되도록 출력하고, 사판은 피스톤의 스트로크(Stroke) 변화를 위해 각도를 가변하며, 상기 유성기어 셋의 출력에 의한 상기 사판축의 회전수 증감과 상기 사판의 각도 가변은 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 가변 컴프레서를 이용한 에어컨 시스템 및 제어방법에 관한 것으로 냉방부하가 크면 냉방성능이 극대화되고, 냉방부하가 작으면 불필요한 소모동력을 줄여 연비가 향상되는 효과가 있다.

Description

가변 컴프레서를 이용한 에어컨 시스템 및 제어방법 {Air Conditioner System having Variable Compressor and Control Method thereof}
본 발명은 가변 컴프레서에 관한 것으로, 특히 유성기어 셋을 이용한 회전수 증감으로 엔진 아이들(IDLE) 시 에어컨 과부하에 신속히 대응할 수 있는 가변 컴프레서를 이용한 에어컨 시스템 및 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 가변 컴프레서를 사용한 에어컨 시스템은 사판의 약 0.5도(minimum) ~ 약 23도(maximum)의 각도변화로 냉매 토출량을 가변함으로써 에어컨 요구 부하에 맞춘 신속한 냉방 성능이 구현될 수 있다.
특히, 사판식 가변 컴프레서는 에어컨 작동 전 영역에서 냉방 부하량 변동에 따른 냉매량 가변 제어가 가능함으로써 빈번한 컴프레서의 온/오프(ON/OFF)제어가 불필요하고, 컴프레서의 온/오프 시 발생되는 실내 토출 온도 변화의 폭을 감소시킴으로써 냉방 온도의 균일성이 확보될 수 있다.
하지만, 사판식 가변 컴프레서는 엔진 풀리와 일정한 비율로 연결되어 엔진 회전수(RPM)에 따라 회전속도가 달라짐으로써 엔진상태에 의존된다는 구조적인 한계가 있을 수밖에 없다.
일례로, 사판식 가변 컴프레서는 엔진 회전수(RPM) 조건에 따른 성능 변화로 쾌적성을 저하시키고, 특히 엔진 회전수(RPM)가 낮은 엔진 아이들(IDEL) 시 현저한 냉방성능의 저하를 가져옴으로써 냉방 속효성 저하가 일어날 수밖에 없다. 또한, 사판식 가변 컴프레서는 에어컨 부하가 요구하는 만큼 구동하여 적정한 냉방성능을 얻을 수 없고 낮은 냉방효율과 함께 냉방부하가 크지 않을 때 불필요한 동력 소모로 인한 연비 저하를 가져올 수밖에 없다.
한국등록특허 10-1272950 (2013년06월03일)
본 발명은 일정한 엔진 풀리 회전수가 유성기어 셋으로 증감되어 가변 컴프레서를 회전시켜줌으로써 엔진상태에 의존되지 않는 적정 냉방성능을 구현하여 효율향상을 통한 연비효과를 증대시키며, 특히 엔진 아이들(IDLE) 시 요구되는 에어컨 과부하에 신속히 반응하고 고부하 조건에서 냉방 속효성을 향상시킬 수 있는 가변 컴프레서를 이용한 에어컨 시스템 및 제어방법의 제공에 목적이 있다.
이러한 본 발명의 가변 컴프레서는 선기어, 선기어에 외접된 제1,2,3유성기어를 고정한 캐리어, 상기 제1,2,3유성기어에 내접된 링기어로 이루어지고, 상기 선기어, 상기 캐리어, 상기 링기어중 어느 하나가 일정한 회전력을 입력으로 전달받고, 상기 선기어, 상기 캐리어, 상기 링기어 중 어느 하나가 출력을 발생하는 유성기어 셋을 포함하며, 상기 유성기어 셋은 냉방부하조건에 따라 사판축의 회전수가 증감되도록 출력하고, 사판은 피스톤의 스트로크(Stroke) 변화를 위해 각도를 가변하며, 상기 유성기어 셋의 출력에 의한 상기 사판축의 회전수 증감과 상기 사판의 각도 가변은 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 이러한 본 발명의 에어컨 시스템은 선기어, 제1,2,3유성기어, 캐리어, 링기어로 이루어진 유성기어 셋과, 사판, 피스톤, 사판축을 갖춘 가변 컴프레서를 포함하고, 엔진과 연결되어 엔진의 회전력을 상기 유성기어 셋의 입력으로 전달하는 컴프레서 풀리와 상기 선기어, 상기 캐리어, 상기 링기어 중 어느 하나를 입력요소로 하거나 출력요소로 하는 액추에이터와 상기 사판의 각도가 가변되도록 작동하는 사판제어밸브와 냉방부하조건을 검출하여 상기 액추에이터 및 사판제어밸브를 제어하는 유성기어제어부 및 사판제어부가 포함된 것을 특징으로 한다.
또한, 이러한 본 발명의 가변 컴프레서를 이용한 에어컨 시스템 및 제어방법은 (A) 엔진 작동과 함께 에어컨이 작동되면, 상기 에어컨의 냉방부하조건을 판단하고, (B) 상기 냉방부하조건에 따라 유성기어 셋을 구성하는 선기어, 선기어에 외접된 제1,2,3유성기어를 고정한 캐리어, 상기 제1,2,3유성기어에 내접된 링기어 중 어느 하나를 입력요소로 하여 엔진 풀리와 연결된 컴프레서 풀리의 회전력을 전달받고, 상기 선기어, 상기 캐리어, 상기 링기어 중 어느 하나로 출력을 발생하여 가변 컴프레서를 작동시키며, (C) 이와 동시에 사판은 상기 냉방부하조건에 따라 사판제어밸브에 의해 각도가 가변 됨으로써 피스톤의 스트로크(Stroke) 변화를 주고, (D) 상기 가변 컴프레서의 작동이 상기 냉방부하조건과 일치하는 냉매 토출량을 발생하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명의 사판식 가변 컴프레서는 유성기어 셋으로 엔진 풀리 회전수를 증감함으로써 엔진상태에 의존되지 않는 냉방성능으로 에어컨 시스템 성능을 크게 향상할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 유성기어 셋을 이용한 사판식 가변 컴프레서는 엔진 아이들(IDLE)시 에어컨 고부하 조건에서 가변 컴프레서의 회전수 상향으로 냉방성능을 향상할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 유성기어 셋을 이용한 사판식 가변 컴프레서는 고속/저온과 같은 최소 냉방 부하 조건에서 엔진 풀리의 구동 부하를 최소화하고, 특히 가속/발진 시 컴프레서 회전수(RPM) 제어로 엔진구동부하가 저감되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 유성기어 셋을 이용한 사판식 가변 컴프레서는 차속과 엔진회전수(ENG RPM)와 같은 외부조건 변화에 따른 냉방성능 변화를 최소화할 수 있고, 특히 속도 제어범위 세분화에 의한 최적 제어 가능 범위를 증대할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 유성기어 셋을 이용한 사판식 가변 컴프레서는 유성기어 셋의 회전수 제어로 현 범용 사판식 가변 컴프레서를 최적에 가까운 효율로 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 유성기어 셋을 이용한 사판식 가변 컴프레서는 속도가변 컴프레서의 구현하기 위한 부피/중량 증대 등 패키지 비효율성을 개선함으로써 실적용을 위한 제품화 실현가능성이 매우 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 유성기어 셋을 이용한 가변 컴프레서의 구성이고, 도 2 내지 도 6은 냉방 부하 조건에 따라 컴프레서 풀리축 및 사판축과 유성기어 셋의 구성기어와의 연결 상태의 구성이고, 도 8은 본 발명의 가변 컴프레서를 이용한 에어컨 시스템 제어방법의 순서도이다.
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 실시예의 유성기어 셋(10)을 이용한 가변 컴프레서(1)의 구성을 나타낸다.
도시된 바와 같이, 가변 컴프레서(1)에는 유성기어 셋(10), 컴프레서 풀리(20)가 포함되며, 상기 가변 컴프레서(1)의 작동 제어를 위해 유성기어제어부(30), 액추에이터(30-1), 사판제어부(40), 사판제어밸브(40-1)가 추가적으로 구성된다.
또한, 상기 가변 컴프레서(1)는 냉방부하에 맞춰 각도가 증감되는 사판(5), 스트로크(Stroke)의 증감을 통해 냉매 토출량을 증감시키는 피스톤(7), 회전이 이루어지는 사판축(9)을 포함하며, 그 외에 기타 구성요소는 일반적인 사판식 가변 컴프레서의 구성과 그 작동이 동일하다. 다만, 상기 사판축(9)은 유성기어 셋(10)에서 회전력을 전달받도록 상기 액추에이터(30-1)를 통해 유성기어 셋(10)과 연결되며, 상기 액추에이터(30-1)는 냉방부하조건을 검출하는 유성기어제어부(30)를 통해 제어 작동된다.
상기 유성기어 셋(10)은 컴프레서 풀리(20)의 회전을 입력으로 하여 냉방부하조건에 따라 사판축(9)으로 전달되는 회전수를 증감한다.
상기 컴프레서 풀리(20)는 유성기어 셋(10)으로 회전력을 전달한다. 이를 위해, 컴프레서 풀리(20)는 엔진에 구비된 엔진 풀리로부터 회전력을 전달받고, 전달받은 회전력을 유성기어 셋(10)으로 전달하도록 컴프레서 풀리축(20-1)을 구비한다. 상기 컴프레서 풀리축(20-1)은 상기 액추에이터(30-1)를 통해 유성기어 셋(10)과 연결된다.
상기 액추에이터(30-1)는 컴프레서 풀리(20)와 유성기어 셋(10)의 연결을 이어주거나 또는 끊어줌으로써 컴프레서 풀리(20)의 회전력이 유성기어 셋(10)의 입력으로 전달되고, 사판축(9)과 유성기어 셋(10)의 연결을 이어주거나 또는 끊어줌으로써 유성기어 셋(10)의 출력이 사판축(9)으로 전달된다. 이를 위해, 상기 액추에이터(30-1)는 모터와 연계되어 작동되는 클러치로 구성됨으로써 마찰력으로 유성기어 셋(10)의 입력축과 출력축을 연결하거나 끊어줄 수 있다.
상기 사판(5)은 냉방부하조건에 따라 상기 사판제어부(40)를 통해 제어되는 상기 사판제어밸브(40-1)가 각도를 증감시켜줌으로써 가변 컴프레서(1)가 요구냉방조건에 신속히 대응하도록 작동된다.
상기 유성기어제어부(30) 및 사판제어부(40)는 냉방부하조건 등 기타 외부 조건을 고려해 상기 액추에이터(30-1) 및 사판제어밸브(40-1)의 구동을 위한 출력을 발생한다.
상기 냉방부하조건은 사용자가 원하는 냉방 크기 정도를 의미하고 최저부하, 저부하, 중부하, 고부하, 최고부하 단계로 구분된다. 여기서, 상기 냉방부하조건의 판단은 엔진 아이들(IDLE) 상태, 차속, 외기온, 일사량, 실내온도 중 어느 하나 이상이 고려된다. 또한, 상기의 외부 조건은 차량의 발진 및 가속이 발생할 때의 엔진 부하 상태, 엔진 RPM 변화 상태, 차속 상태 등 차량의 부하 및 환경 조건을 포함한다.
그리고 상기 유성기어제어부(30) 및 사판제어부(40)는 독립적으로 작동하거나 ECU(Engine Control Unit 또는 Electronic Control Unit)에 통합되어 적용될 수 있다.
본 발명은 상기 유성기어 셋(10)의 출력에 의한 상기 사판축(9)의 회전수 증감과 상기 사판(5)의 각도 가변은 상기 유성기어제어부(30) 및 사판제어부(40)가 상기 액추에이터(30-1) 및 사판제어밸브(40-1)를 독립적으로 각각 제어하며, 이로 인해 제어범위를 극대화 할 수 있는 효과가 있다.
한편, 도 2 내지 도 6은 냉방 부하 조건에 따라 상기 컴프레서 풀리축(20-1) 및 상기 사판축(9)과 유성기어 셋(20)의 구성기어와의 연결 상태를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 상기 유성기어 셋(10)은 선기어(11), 캐리어(13), 제1,2,3 유성기어(15-1,15-2,15-3), 링기어(17)로 구성되며, 입력대비 출력비는 기어비의 변화로 증감이 이루어짐으로써 일반적인 유성기어 셋(10)과 동일하다. 상기 유성기어 셋(10)의 입력축은 선기어(11), 캐리어(13), 링기어(17)중 어느 하나가 될 수 있고, 출력축은 선기어(11), 캐리어(13), 링기어(17)중 어느 하나가 될 수 있다. 이를 위해, 액추에이터(30-1)는 냉방부하조건에 따라 컴프레서 풀리축(20-1)을 선기어(11), 캐리어(13), 링기어(17)중 어느 하나와 연결해줌으로써 유성기어 셋(10)의 입력축이 형성된다. 또한, 액추에이터(30-1)는 냉방부하조건에 따라 사판축(9)을 선기어(11), 캐리어(13), 링기어(17)중 어느 하나와 연결해줌으로써 유성기어 셋(10)의 출력축이 형성된다.
도 2는 냉방 부하가 최저부하 단계(1단)일 때 두 개의 축과 상기 유성기어 셋(10)의 구성기어와의 연결 상태를 예시한다. 상기 컴프레서 풀리축(20-1)은 상기 링기어(17)와 연결되어 축의 회전속도가 입력되고, 상기 사판축(9)은 상기 캐리어(13)와 연결되어 상기 유성기어 셋(10)의 기어비에 따른 최종 회전속도를 출력한다. 이때, 각각의 구성기어의 작동 상태를 보면, 상기 링기어(17), 상기 캐리어(13) 및 상기 유성기어(15-1,15-2,15-3)는 시계방향으로 회전하며 상기 선기어(11)는 고정된다. 따라서 최종 회전속도를 출력하는 상기 사판축(9)의 회전속도는 감속상태가 된다. 이와 동시에 상기 사판축(9)에 구비된 상기 사판(5)의 각도도 상기 사판제어부(40)의 신호를 받은 상기 사판제어밸브(40-1)에 의해 최소 사판각이 되며 이에 따라 냉매 순환량이 최소 상태가 된다. 여기서, 최소 사판각은 현재 사판각의 검출값과 대비했을 때 상기 사판의 각도가 최소로 감소될 수 있는 각도를 의미한다.
도 3은 냉방 부하가 저부하 단계(2단)일 때 두 개의 축과 상기 유성기어 셋(20)의 구성기어와의 연결 상태를 예시한다. 상기 컴프레서 풀리축(20-1)은 상기 선기어(11)와 연결되어 축의 회전속도가 입력되고, 상기 사판축(9)은 상기 캐리어(13)와 연결되어 상기 유성기어 셋(10)의 기어비에 따른 최종 회전속도를 출력한다. 이때, 각각의 구성기어의 작동 상태를 보면, 상기 선기어(11) 및 상기 캐리어(13)는 시계방향으로 회전하고 상기 유성기어(15-1,15-2,15-3)는 반시계방향으로 회전하며 상기 링기어(17)는 고정된다. 따라서 최종 회전속도를 출력하는 상기 사판축(9)의 회전속도는 감속상태가 된다. 이와 동시에 상기 사판축(9)에 구비된 상기 사판(5)의 각도도 상기 사판제어부(40)의 신호를 받은 상기 사판제어밸브(40-1)에 의해 사판각의 현재 검출값과 대비하여 축소되며 냉매 순환량도 감소된다.
도 4는 냉방 부하가 중부하 단계(3단)일 때 두 개의 축과 상기 유성기어 셋(20)의 구성기어와의 연결 상태를 예시한다. 상기 컴프레서 풀리축(20-1)은 상기 캐리어(13)와 연결되어 축의 회전속도가 입력되고, 상기 사판축(9)도 상기 캐리어(13)와 연결되어 유성기어 셋(10)의 기어비에 따른 최종 회전속도를 출력한다. 이때, 각각의 구성기어의 작동 상태를 보면, 상기 캐리어(13) 및 상기 유성기어(15-1,15-2,15-3)는 시계방향으로 회전하며 상기 선기어(11) 및 상기 링기어(17)는 고정된다. 따라서 최종 회전속도를 출력하는 상기 사판축(9)의 회전속도는 종속상태가 된다. 이와 동시에 상기 사판축(9)에 구비된 상기 사판(5)의 각도는 현재 검출값을 유지하고 냉매 순환량도 현재 상태를 유지한다.
도 5는 냉방 부하가 고부하 단계(4단)일 때 두 개의 축과 상기 유성기어 셋(20)의 구성기어와의 연결 상태를 예시한다. 상기 컴프레서 풀리축(20-1)은 상기 캐리어(13)와 연결되어 축의 회전속도가 입력되고, 상기 사판축(9)은 상기 링리어(17)와 연결되어 상기 유성기어 셋(10)의 기어비에 따른 최종 회전속도를 출력한다. 이때, 각각의 구성기어의 작동 상태를 보면, 상기 캐리어(13), 상기 링기어(17) 및 상기 유성기어(15-1,15-2,15-3)는 시계방향으로 회전하며 상기 선기어(11)는 고정된다. 따라서 최종 회전속도를 출력하는 상기 사판축(9)의 회전속도는 종속상태가 된다. 이와 동시에 상기 사판축(9)에 구비된 상기 사판(5)의 각도도 상기 사판제어부(40)의 신호를 받은 사판제어밸브(40-1)에 의해 사판각의 현재 검출값과 대비하여 증가되며 이에 따라 냉매 순환량도 증대된다.
도 6은 냉방 부하가 최고부하 단계(5단)일 때 두 개의 축과 상기 유성기어 셋(20)의 구성기어와의 연결 상태를 예시한다. 상기 컴프레서 풀리축(20-1)은 상기 캐리어(13)와 연결되어 축의 회전속도가 입력되고, 상기 사판축(9)은 상기 선기어(11)와 연결되어 상기 유성기어 셋(10)의 기어비에 따른 최종 회전속도를 출력한다. 이때, 각각의 구성기어의 작동 상태를 보면, 상기 캐리어(13) 및 상기 선기어(11)는 시계방향으로 회전하고 상기 유성기어(15-1,15-2,15-3)는 반시계방향으로 회전하며 상기 링기어(17)는 고정된다. 따라서 최종 회전속도를 출력하는 상기 사판축(9)의 회전속도는 종속상태가 된다. 이와 동시에 상기 사판축(9)에 구비된 상기 사판(5)의 각도도 상기 사판제어부(40)의 신호를 받은 상기 사판제어밸브(40-1)에 의해 최대 사판각이 되며 이에 따라 냉매 순환량이 최대 상태가 된다.
한편, 도 7은 본 발명의 상기 가변 컴프레서(1)를 포함한 에어컨 시스템(100) 구성의 실시예를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 상기 에어컨 시스템(100)에는 가변 컴프레서(1), 유성기어셋(10), 컴프레서 풀리(20), 유성기어제어부(30) 및 사판제어부(40), 액추에이터(30-1) 및 사판제어밸브(40-1)가 포함된다. 상기 가변 컴프레서(1)는 유성기어 셋(10)을 내장하고, 상기 컴프레서 풀리(20)와 연결되며, 상기 유성기어제어부(30) 및 사판제어부(40)로 제어되는 상기 액추에이터(30-1) 및 사판제어밸브(40-1)에 의해 유성기어 셋(10)의 입력축과 출력축이 가변되며, 상기 사판(5)의 각도도 가변된다. 이는 도1 내지 도 6을 통해 기술된 가변 컴프레서(1) 및 이를 작동하기 위한 구성이 동일하다.
또한, 상기 에어컨 시스템(100)의 컴프레서 풀리(20)는 엔진(200)의 회전수(RPM)와 연동되어 회전되는 엔진 풀리(200-1)에 연계되고, 이를 위해 벨트(200-2)를 이용해 컴프레서 풀리(20)와 엔진 풀리(200-1)가 함께 일체화된다.
한편, 도 8은 본 실시예의 가변 컴프레서(1)를 이용한 에어컨 시스템(100) 제어방법을 나타낸다.
도시된 바와 같이, 먼저는 사용자가 차량의 에어컨 시스템(100)을 가동(S10)시키면 냉방 부하 단계를 확인한다(S20). 우선, 최고부하(5단) 단계인지를 판단하여 본 단계가 맞으면 상기 유성기어 셋(10)의 상기 캐리어(13)와 상기 선기어(11)에 두 개의 축(상기 컴프레서 풀리축(20-1) 및 상기 사판축(9))이 각각 연결되어 최종 출력 회전속도를 구현하여 컴프레서를 작동(S90)시킨다. 만약 최고부하 단계가 아니면 고부하(4단) 단계인지를 판단한다.
고부하(4단) 단계인지를 판단하여 본 단계가 맞으면 상기 유성기어 셋(10)의 상기 캐리어(13)와 상기 링기어(17)에 두 개의 축(상기 컴프레서 풀리축(20-1) 및 상기 사판축(9))이 각각 연결되어 최종 출력 회전속도를 구현하여 컴프레서를 작동(S90)시킨다. 만약 고부하 단계가 아니면 중부하(3단) 단계인지를 판단한다.
중부하(3단) 단계인지를 판단하여 본 단계가 맞으면 상기 유성기어 셋(10)의 상기 캐리어(13)에 두 개의 축(상기 컴프레서 풀리축(20-1) 및 상기 사판축(9))이 모두 연결되어 최종 출력 회전속도를 구현하여 컴프레서를 작동(S90)시킨다. 만약 중부하 단계가 아니면 저부하(2단) 단계인지를 판단한다.
저부하(2단) 단계인지를 판단하여 본 단계가 맞으면 상기 유성기어 셋(10)의 상기 선기어(11)와 상기 캐리어(15)에 두 개의 축(상기 컴프레서 풀리축(20-1) 및 상기 사판축(9))이 모두 연결되어 최종 출력 회전속도를 구현하여 컴프레서를 작동(S90)시킨다. 만약 중부하 단계가 아니면 최저부하(1단) 단계인지를 판단한다.
최저부하(1단) 단계인지를 판단하여 본 단계가 맞으면 상기 유성기어 셋(10)의 상기 링기어(17)와 상기 캐리어(13)에 두 개의 축(상기 컴프레서 풀리축(20-1) 및 상기 사판축(9))이 모두 연결되어 최종 출력 회전속도를 구현하여 컴프레서를 작동(S90)시킨다. 만약 최저부하 단계가 아니면 다시 냉방 부하 단계를 확인한다(S20).
마지막으로 사용자가 상기 에어컨 시스템(100)의 가동을 멈추게 되면(S90) 상기 에어컨 시스템(100)이 종료된다.
1 : 가변 컴프레서 5 : 사판
7 : 피스톤 9 : 사판 축
10 : 유성기어 셋 11 : 선기어
13 : 캐리어 15-1,15-2,15-3 : 제1,2,3 유성기어
17 : 링기어 20 : 컴프레서 풀리
20-1 : 컴프레서 풀리축 30 : 유성기어제어부
30-1 : 액추에이터 40 : 사판제어부
40-1 : 사판제어밸브 100 : 에어컨 시스템
200 : 엔진 200-1 : 엔진 풀리
200-2 : 벨트

Claims (13)

  1. 선기어, 선기어에 외접된 제1,2,3유성기어를 고정한 캐리어, 상기 제1,2,3유성기어에 내접된 링기어로 이루어지고, 상기 선기어, 상기 캐리어, 상기 링기어 중 어느 하나가 일정한 회전력을 입력으로 전달받고, 상기 선기어, 상기 캐리어, 상기 링기어 중 어느 하나가 출력을 발생하는 유성기어 셋을 포함하며,
    상기 유성기어 셋은 냉방부하조건에 따라 사판축의 회전수가 증감되도록 출력하고, 사판은 피스톤의 스트로크(Stroke) 변화를 위해 각도를 가변하며,
    상기 유성기어 셋의 출력에 의한 상기 사판축의 회전수 증감과 상기 사판의 각도 가변은 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 가변 컴프레서.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 유성기어 셋의 입력은 엔진과 연결되어 엔진의 회전력을 전달받는 컴프레서 풀리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변 컴프레서.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 유성기어 셋의 입력 선택과 출력 선택은 액추에이터에 의해 이루어지고, 상기 사판의 각도 가변은 상기 사판제어밸브에 의해 이루어지며, 상기 액추에이터와 상기 사판제어밸브는 냉방부하조건을 검출하는 유성기어제어부와 사판제어부의 제어로 각각 독립적으로 작동되는 것을 특징으로 하는 가변 컴프레서.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 의한 선기어, 제1,2,3유성기어, 캐리어, 링기어로 이루어진 유성기어 셋과, 사판, 피스톤, 사판축을 갖춘 가변 컴프레서를 포함하고;
    엔진과 연결되어 엔진의 회전력을 상기 유성기어 셋의 입력으로 전달하는 컴프레서 풀리;
    상기 선기어, 상기 캐리어, 상기 링기어 중 어느 하나를 입력요소로 하거나 출력요소로 하는 액추에이터;
    상기 사판의 각도가 가변되도록 작동하는 사판제어밸브;
    냉방부하조건을 검출하여 상기 액추에이터 및 사판제어밸브를 제어하는 유성기어제어부 및 사판제어부;
    가 더 포함된 것을 특징으로 하는 가변 컴프레서를 이용한 에어컨 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 냉방부하조건은 상기 사판의 최소각도에 상응하는 최저부하, 상기 사판의 최대각도에 상응하는 최고부하로 구분되고, 상기 최저부하와 상기 최고부하의 사이는 상기 사판의 각도 변화에 상응하는 저부하, 중부하, 고부하로 세분화되어 5단계 조건으로 구분되고,
    상기 5단계 조건의 각 단계에서 상기 사판의 각도가 제어되는 것을 특징으로 하는 가변 컴프레서를 이용한 에어컨 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 최저부하에서는 상기 링기어가 입력축으로 작용하고, 상기 캐리어는 출력축으로 작용하는 것을 특징으로 하는 가변 컴프레서를 이용한 에어컨 시스템.
  7. 청구항 4에 있어서, 상기 저부하에서는 상기 선기어가 입력축으로 작용하고, 상기 캐리어는 출력축으로 작용하는 것을 특징으로 하는 가변 컴프레서를 이용한 에어컨 시스템.
  8. 청구항 4에 있어서, 상기 중부하에서는 상기 캐리어가 입력축과 출력축으로 작용하는 것을 특징으로 하는 가변 컴프레서를 이용한 에어컨 시스템.
  9. 청구항 4에 있어서, 상기 고부하에서는 상기 캐리어가 입력축으로 작용하고, 상기 링기어는 출력축으로 작용하는 것을 특징으로 하는 가변 컴프레서를 이용한 에어컨 시스템.
  10. 청구항 4에 있어서, 상기 최고부하에서는 상기 캐리어가 입력축으로 작용하고, 상기 선기어는 출력축으로 작용하는 것을 특징으로 하는 가변 컴프레서를 이용한 에어컨 시스템.
  11. (A) 엔진 작동과 함께 에어컨이 작동되면, 상기 에어컨의 냉방부하조건을 판단하고,
    (B) 상기 냉방부하조건에 따라 유성기어 셋을 구성하는 선기어, 선기어에 외접된 제1,2,3유성기어를 고정한 캐리어, 상기 제1,2,3유성기어에 내접된 링기어 중 어느 하나를 입력요소로 하여 엔진 풀리와 연결된 컴프레서 풀리의 회전력을 전달받고, 상기 선기어, 상기 캐리어, 상기 링기어 중 어느 하나로 출력을 발생하여 가변 컴프레서를 작동시키며,
    (C) 이와 동시에 사판은 상기 냉방부하조건에 따라 사판제어밸브에 의해 각도가 가변 됨으로써 피스톤의 스트로크(Stroke) 변화를 주고,
    (D) 상기 가변 컴프레서의 작동이 상기 냉방부하조건과 일치하는 냉매 토출량을 발생하는 것을 특징으로 하는 가변 컴프레서를 이용한 에어컨 시스템 제어방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 에어컨의 냉방부하조건 판단은 엔진 아이들(IDLE)상태, 차속, 외기온, 일사량, 실내온도 중 어느 하나 이상이 고려되는 것을 특징으로 하는 가변 컴프레서를 이용한 에어컨 시스템.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 냉방부하조건은 상기 가변 컴프레서의 사판의 최소각도에 상응하는 최저부하, 상기 사판의 최대각도에 상응하는 최고부하로 구분되고, 상기 최저부하와 상기 최고부하의 사이는 상기 사판의 각도변화에 상응하는 저부하, 중부하, 고부하로 세분화되어 5단계 조건으로 구분되고,
    상기 5단계 조건의 각 단계에서 상기 사판의 각도가 제어되는 것을 특징으로 하는 가변 컴프레서를 이용한 에어컨 시스템.
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