KR20220167620A

KR20220167620A - 차량의 에어컨시스템 보호장치

Info

Publication number: KR20220167620A
Application number: KR1020210076830A
Authority: KR
Inventors: 임태웅; 정현균; 손지완; 문한솔
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2021-06-14
Filing date: 2021-06-14
Publication date: 2022-12-21
Also published as: US20220396119A1; CN115534617A

Abstract

본 발명은 차량의 에어컨시스템 보호장치에 관한 것으로, 차량의 원가 상승을 초래하는 별도의 센서를 이용하지 않고도 컴프레서의 구동 허용 여부를 정확하게 결정함으로써 컴프레서의 과다한 구동 또는 냉매 부족으로 인한 에어컨시스템의 손상을 방지하는 차량의 에어컨시스템 보호장치를 제공하는 것에 목적이 있다.

Description

차량의 에어컨시스템 보호장치 {Device for protecting air conditioning system of vehicle}

본 발명은 차량의 에어컨시스템 보호장치에 관한 것으로, 상세하게는 컴프레서의 과다한 구동 등으로부터 에어컨시스템을 보호하기 위한 차량의 에어컨시스템 보호장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 실내 공기의 온도나 습도 등을 조절하기 위하여 에어컨시스템을 구비한다. 에어컨시스템은 차량 실내의 온도에 따라 차가운 공기 또는 따뜻한 공기를 차량 실내로 토출할 수 있다.

에어컨시스템은 냉방 모드로 구동되는 경우 컴프레서를 이용하여 냉매를 압축한다. 상기 컴프레서는 엔진의 크랭크샤프트를 통해 엔진의 동력을 전달받아 구동될 수 있으며, 증발기에서 토출된 저온 저압의 기체상태인 냉매를 고온 고압의 기체상태로 압축하여 응축기로 토출할 수 있다.

종래에는 상기 컴프레서의 냉매 토출압력 정보를 얻기 위하여 센서를 이용하였으며, 상기 센서를 이용하여 취득한 냉매 토출압력 정보를 컴프레서의 과다한 작동이나 냉매 부족으로 인한 에어컨시스템의 손상을 예방하는 데에 이용하였다. 컴프레서의 과다한 작동 시 내구압력이 초과되어 에어컨시스템의 손상이 발생할 수 있으며, 에어컨시스템의 냉매 누설로 인한 냉매 부족 시 에어컨시스템의 윤활 부족으로 인한 손상이 발생할 수 있다.

종래의 에어컨시스템은, 컴프레서의 냉매 토출압력이 정해진 허용압력범위를 벗어나는 경우 컴프레서의 구동을 차단함으로써 컴프레서의 소손 및 에어컨시스템의 손상을 방지하고자 하였다.

그러나, 컴프레서의 냉매 토출압력을 측정하기 위하여 별도의 센서를 이용하는 경우 상기 센서로 인하여 차량 원가가 상승하는 문제가 발생하였다.

한국등록특허 제10-0527927호

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 차량의 원가 상승을 초래하는 별도의 센서를 이용하지 않고도 컴프레서의 구동 허용 여부를 정확하게 결정함으로써 컴프레서의 과다한 구동이나 냉매 부족으로 인한 에어컨시스템의 손상을 방지하는 차량의 에어컨시스템 보호장치를 제공하는 것에 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다. 또한 본 발명의 목적은 청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 차량의 에어컨시스템 보호장치는 차량 실내의 공기 상태를 조절하기 위한 에어컨시스템의 보호장치로서 다음과 같은 구성을 포함한다.

본 발명의 에어컨시스템 보호장치는: 소정의 차량 정보 및 에어컨시스템 정보를 기반으로 상기 에어컨시스템용 컴프레서의 냉매 토출압력을 예측하고 상기 예측한 냉매 토출압력을 상기 컴프레서의 예측 토출압력으로 결정하는, 압력 예측부; 상기 컴프레서의 냉매 토출압력에 따라 선택적으로 작동하도록 구성되며, 상기 컴프레서의 냉매 토출압력이 듀얼 프레져 스위치의 정해진 허용압력범위에 미포함되면 상기 컴프레서의 구동을 차단시키기 위한 차단요청신호를 송출하는, 듀얼 프레져 스위치; 상기 컴프레서의 구동이 요구되는 경우, 상기 압력 예측부에서 결정한 예측 토출압력과 상기 듀얼 프레져 스위치의 차단요청신호 송출 여부 및 차량 시동 이후 상기 듀얼 프레져 스위치의 차단요청신호 누적송출횟수를 기반으로 상기 컴프레서의 구동 허용 여부를 결정하고 상기 컴프레서를 선택적으로 구동시키는, 작동 제어부;를 포함한다.

구체적으로 상기 작동 제어부는, 상기 예측 토출압력이 컴프레서의 정해진 허용압력범위 내에 포함되는 제1조건과 상기 듀얼 프레져 스위치가 차단요청신호를 송출하지 않는 제2조건이 모두 충족되면 상기 듀얼 프레져 스위치의 차단요청신호 누적송출횟수를 기반으로 구동허용 대기시간을 결정하고, 상기 컴프레서의 실제 미구동 유지시간이 상기 구동허용 대기시간을 초과하면 상기 컴프레서의 구동을 허용하고 컴프레서를 구동시키는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 작동 제어부는, 상기 컴프레서의 실제 미구동 유지시간이 상기 구동허용 대기시간 이하이면 컴프레서의 구동을 허용하지 않고 상기 컴프레서의 미구동 상태를 유지시키는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 작동 제어부는, 상기 제1조건과 제2조건 중 어느 하나라도 충족되지 않으면 상기 컴프레서의 구동을 허용하지 않고 상기 컴프레서의 미구동 상태를 유지시키는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 작동 제어부는, 상기 컴프레서가 구동 중인 경우 상기 제1조건과 제2조건이 모두 충족되면 상기 컴프레서의 구동 상태를 유지시키는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 작동 제어부는, 상기 컴프레서가 구동 중인 경우 상기 제1조건과 제2조건 중 어느 하나라도 충족되지 않으면 상기 컴프레서의 구동을 중단시키는 것을 특징으로 한다.

또한 에어컨시스템 보호장치는: 상기 듀얼 프레져 스위치의 작동압력과 컴프레서의 예측 토출압력 간에 차이값이 정해진 기준오차 이상이면 상기 차이값을 기준으로 상기 압력 예측부의 토출압력 예측맵을 보정하는 예측맵 보정부를 더 포함하며, 상기 압력 예측부는 소정의 차량 정보와 에어컨시스템 정보를 입력변수로 이용하여 상기 컴프레서의 예측 토출압력을 결정하도록 구성된 상기 토출압력 예측맵을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 듀얼 프레져 스위치의 작동압력은 상기 듀얼 프레져 스위치의 송출신호 정보 및 작동압력 영역 정보를 기초로 결정되며, 상기 듀얼 프레져 스위치의 작동압력 영역은 실시간 차량 정보와 실시간 에어컨시스템 정보를 기초로 고압 영역과 저압 영역 중 어느 하나로 결정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 예측맵 보정부는 상기 토출압력 예측맵의 입력변수와 동일하게 정해진 차량 정보 및 에어컨시스템 정보를 기초로 상기 듀얼 프레져 스위치의 작동압력 영역을 결정하며, 상기 듀얼 프레져 스위치의 송출신호는 차단요청신호 또는 차단해제요청신호 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

상기한 과제의 해결 수단에 의하면 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 컴프레서의 예측 토출압력과 듀얼 프레져 스위치를 이용하여 컴프레서의 구동 허용 여부를 정확하게 판단함으로써 컴프레서의 과다한 구동에 의한 에어컨시스템의 손상 및 냉매 부족에 의한 에어컨시스템의 손상을 방지할 수 있다.

둘째, 별도의 센서를 통해 컴프레서의 냉매 토출압력을 검출하는 대신 컴프레서의 예측 토출압력 정보를 사용함으로써 상기 센서를 사용하지 않음으로 인한 차량의 원가 절감이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에어컨시스템 보호장치를 도시한 구성도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에어컨시스템 보호장치의 구성 중 압력 예측부가 컴프레서의 예측 토출압력을 결정할 때 사용하는 정보를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에어컨시스템 보호장치의 구성 중 작동 제어부가 컴프레서의 구동 허용 여부를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에어컨시스템 보호장치의 구성 중 예측맵 보정부가 토출압력 예측맵을 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시예를 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.

본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한 본 명세서에서, 구성의 명칭을 "제1", "제2" 등으로 구분한 것은 명칭이 동일한 구성들을 구분하기 위한 것일 뿐 그 순서를 한정하는 것은 아니다.

본 발명은 차량의 에어컨시스템 보호장치에 관한 것으로, 상기 에어컨시스템 보호장치는 차량의 원가 상승을 초래하는 압력검출용 센서를 이용하지 않고 에어컨시스템용 컴프레서의 재구동 허용 여부를 결정함으로써 상기 컴프레서의 과다한 작동이나 냉매 부족으로 인한 컴프레서의 손상 및 에어컨시스템의 손상을 예방할 수 있도록 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 에어컨시스템 보호장치는 에어컨시스템용 컴프레서(10)의 구동을 선택적으로 차단시킬 수 있는 듀얼 프레져 스위치(DPS: Dual Pressure Switch)(20)와 상기 에어컨시스템의 전반적인 제어를 수행하는 에어컨제어기(30)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 컴프레서(10)는 차량 실내의 공기 상태를 조절하기 위한 에어컨시스템에 구비된 컴프레서이다. 상기 에어컨시스템은 흡입한 공기의 온도 및 습도 등을 조절하여 차량 실내로 공급할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 상기 에어컨시스템은 차량 실내로 냉풍 또는 온풍을 토출할 수 있다. 이러한 에어컨시스템의 구동 시 상기 컴프레서(10)의 구동이 선택적으로 요구된다.

상기 에어컨시스템은 차량 실내의 공기 상태를 조절하기 위하여 냉매를 이용하며, 컴프레서(10)는 에어컨시스템의 냉매를 압축할 수 있도록 구성된다. 컴프레서(10)는 에어컨시스템의 구동 시 에어컨시스템의 냉매를 압축하여 토출하도록 선택적으로 구동된다. 구체적으로, 컴프레서(10)는 에어컨시스템의 증발기에서 토출된 저온 저압의 기상 냉매를 고온 고압의 기체 상태로 압축할 수 있으며, 상기 압축한 고온 고압의 기상 냉매를 에어컨시스템의 응축기로 토출할 수 있다.

상기 컴프레서(10)는 엔진의 크랭크샤프트와 기계적으로 연결되어 상기 엔진의 회전 동력을 전달받는 기계식 컴프레서일 수 있으며, 상기 엔진의 동력을 이용하여 구동될 수 있다. 또한, 상기 컴프레서(10)는 차량 내 전원으로부터 전력을 공급받아 구동되는 전동식 컴프레서(10)일 수도 있다.

상기 듀얼 프레져 스위치(20)는 컴프레서(10)의 실제 냉매 토출압력에 의해 선택적으로 작동하도록 구성된 스위치이다. 상기 듀얼 프레져 스위치(20)는 컴프레서(10)의 냉매 토출압력 대신 컴프레서(10)의 냉매 흡입압력에 의해 작동하도록 구성될 수도 있다.

상기 듀얼 프레져 스위치(20)는 컴프레서(10)의 실제 냉매 토출압력이 듀얼 프레져 스위치(20)의 정해진 허용압력범위에 포함되지 않으면 컴프레서(10)의 구동을 차단(CUT OFF)시키도록 구성된다.

상기 듀얼 프레져 스위치(20)는 컴프레서(10)의 실제 냉매 토출압력이 정해진 허용압력범위에 포함되지 않으면 턴 온(ON)되면서 컴프레서(10)의 구동 차단을 요청하게 된다. 듀얼 프레져 스위치(20)는 온(ON) 상태로 전환될 때 컴프레서(10)의 구동 차단을 요청하는 신호(즉, 차단요청신호)를 에어컨제어기(30)로 송출할 수 있다.

상기 듀얼 프레져 스위치(20)의 허용압력범위에는 정해진 제1임계압력보다 크고 정해진 제2임계압력보다 작은 압력값이 포함된다. 상기 제1임계압력은 듀얼 프레져 스위치(20)의 저압임계치이고 상기 제2임계압력은 듀얼 프레져 스위치(20)의 고압임계치이다. 상기 제1임계압력은 제2임계압력보다 작은 압력값이다.

듀얼 프레져 스위치(20)는, 컴프레서(10)의 실제 냉매 토출압력이 상기 제1임계압력 이하이거나 또는 상기 제2임계치 이상이면 상기 차단요청신호를 에어컨제어기(30)로 송출함으로써 컴프레서(10)의 구동을 중지시킬 수 있다.

예를 들어, 상기 에어컨제어기(30)는 듀얼 프레져 스위치(20)로부터 상기 차단요청신호를 받게 되면 컴프레서(10)의 목표속도(RPM)를 0(ZERO)으로 결정하고 컴프레서(10)가 상기 목표속도를 추종하도록 컴프레서(10)의 구동을 제어함으로써 컴프레서(10)의 구동을 중단시킬 수 있다.

상기 듀얼 프레져 스위치(20)는, 일반적인 HPS(High Pressure cut out Switch)와 LPS(Low Pressure cut out Switch)를 조합한 구조로 구성된 고저압 차단 스위치가 적용될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명에서 에어컨제어기(30)는 압력 예측부(31)와 작동 제어부(32) 및 예측맵 보정부(33)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 압력 예측부(31)는 컴프레서(10)의 냉매 토출압력을 예측하여 결정하도록 구성된다. 압력 예측부(31)는 컴프레서(10)의 냉매 토출압력을 예측하여 상기 예측한 냉매 토출압력을 예측 토출압력으로 결정한다.

상기 압력 예측부(31)는, 토출압력 예측맵을 이용하여 컴프레서(10)의 예측 토출압력을 결정하도록 구성될 수 있다. 압력 예측부(31)는 컴프레서(10)의 예측 토출압력을 결정하도록 구성된 상기 토출압력 예측맵을 구비할 수 있다.

상기 토출압력 예측맵은, 정해진 입력변수를 기반으로 컴프레서(10)의 예측 토출압력을 결정하도록 구성되어 압력 예측부(31)에 저장될 수 있다. 도 2를 참조하면, 상기 토출압력 예측맵의 입력변수에는 소정의 차량 정보와 소정의 에어컨시스템 정보가 포함된다.

상기 소정의 차량 정보는 차속, 차량 외기온도, 엔진 냉각수온, 라디에이터 팬의 회전속도, 차량 시동 후 시동상태를 유지한 시간 등이 포함된다. 상기 소정의 에어컨시스템 정보는 에어컨시스템의 증발기 온도와 블로워모터 회전속도, 컴프레서(10)의 구동 시작 후 구동상태를 유지한 시간, 컴프레서(10)의 구동 정지 후 정지상태를 유지한 시간 등이 포함된다.

또한, 상기 컴프레서(10)가 전동식 컴프레서인 경우 전동식 컴프레서의 회전속도와 전력소모량 등도 상기 토출압력 예측맵의 입력변수에 추가로 포함될 수 있다. 상기 전동식 컴프레서의 회전속도와 전력소모량은 에어컨시스템 정보에 포함될 수도 있다.

상기 작동 제어부(32)는 차량 시동 이후 컴프레서(10)의 구동 허용 여부를 결정하도록 구성된다. 작동 제어부(32)는 상기 압력 예측부(31)에서 결정한 컴프레서(10)의 예측 토출압력과 상기 듀얼 프레져 스위치(20)의 차단요청신호 송출 여부 및 듀얼 프레져 스위치(20)의 누적작동횟수를 기반으로 컴프레서(10)의 구동 허용 여부를 결정한다.

작동 제어부(32)는 컴프레서(10)의 예측 토출압력 정보와 듀얼 프레져 스위치(20)의 차단요청신호 송출 여부 정보 및 듀얼 프레져 스위치(20)의 누적작동횟수 정보를 기반으로 컴프레서(10)의 구동을 허용할 것인지 여부를 결정함으로써 센싱값을 기초로 컴프레서(10)의 구동 허용 여부를 결정하는 경우에 상응하는 수준의 정확도 및 신뢰도를 확보할 수 있다. 상기 센싱값은 압력검출용 센서 등을 이용하여 컴프레서(10)의 냉매 토출압력을 검출한 값이다.

컴프레서(10)의 허용압력범위는 컴프레서(10)의 안정적인 작동을 위한 저압임계치와 고압임계치 사이의 압력값으로 정해질 수 있다. 구체적으로, 컴프레서(10)의 허용압력범위는 제3임계압력보다 크고 제4임계압력보다 작은 압력값으로 정해질 수 있다. 상기 제3임계압력은 제4임계압력보다 작은 압력값이다.

상기 제3임계압력은 듀얼 프레져 스위치(20)의 제1임계압력보다 큰 압력값이고, 상기 제4임계압력은 듀얼 프레져 스위치(20)의 제2임계압력보다 작은 압력값이다. 즉, 상기 임계압력의 크기는 "제1임계압력 < 제3임계압력 < 제4임계압력 < 제2임계압력" 이다.

이와 같이 상기 듀얼 프레져 스위치(20)의 허용압력범위는 컴프레서(10)의 허용압력범위보다 넓다. 따라서, 듀얼 프레져 스위치(20)의 차단요청신호 송출 여부만을 기초로 컴프레서(10)의 구동 허용 여부를 결정하는 경우, 작동 제어부(32)는 컴프레서(10)의 실제 냉매 토출압력이 컴프레서(10)의 허용압력범위에 포함되지 않는 경우에도 컴프레서(10)의 구동을 허용할 우려가 있다. 컴프레서(10)의 실제 냉매 토출압력이 컴프레서(10)의 허용압력범위에 미포함될 때 컴프레서(10)의 구동이 허용되면, 컴프레서(10)가 손상될 우려가 있다.

또한, 컴프레서(10)의 예측 토출압력은 소정의 정보를 기반으로 추정한 압력값이기 때문에 센싱값보다는 정확도가 다소 낮다. 따라서, 상기 예측 토출압력이 컴프레서(10)의 허용압력범위 내에 포함되더라도 컴프레서(10)의 실제 냉매 토출압력은 컴프레서(10)의 허용압력범위 내에 포함되지 않을 우려가 있다.

따라서 상기 작동 제어부(32)는 센싱값을 기초로 컴프레서(10)의 구동 허용 여부를 결정하는 경우와 동등 수준의 정확도를 확보하기 위하여, 컴프레서(10)의 예측 토출압력 정보 및 듀얼 프레져 스위치(20)의 차단요청신호 송출 여부 정보와 더불어 차량 시동 이후 듀얼 프레져 스위치(20)의 누적작동횟수 정보를 기초로 컴프레서(10)의 구동 허용 여부를 결정한다.

상기 듀얼 프레져 스위치(20)의 누적작동횟수는 차량 시동이 걸린 이후부터 카운팅된다. 작동 제어부(32)는 듀얼 프레져 스위치(20)의 누적작동횟수를 카운트하기 위한 카운터를 구비할 수 있다.

상기 듀얼 프레져 스위치(20)의 누적작동횟수가 많다는 것은 컴프레서(10)의 구동 시 컴프레서(10)의 실제 냉매 토출압력이 듀얼 프레져 스위치(20)의 제1임계압력 또는 제2임계압력에 근접할 확률이 높음을 의미한다.

즉, 듀얼 프레져 스위치(20)의 누적작동횟수가 많을수록 컴프레서(10)의 실제 냉매 토출압력이 컴프레서(10)의 허용압력범위에 포함되지 않을 확률이 높아진다. 구체적으로, 듀얼 프레져 스위치(20)의 누적작동횟수가 많을수록 컴프레서(10)의 실제 냉매 토출압력이 상기 제1임계압력과 제3임계압력 사이의 압력값 또는 상기 제4임계압력과 제2임계압력 사이의 압력값일 가능성이 높아진다.

컴프레서(10)의 실제 냉매 토출압력이 컴프레서(10)의 허용압력범위에 포함되지 않는 경우, 컴프레서(10)의 잦은 구동은 컴프레서(10)의 손상을 초래할 수도 있다. 따라서, 듀얼 프레져 스위치(20)의 누적작동횟수에 따라 선택적으로 컴프레서(10)의 구동을 차단하거나 또는 컴프레서(10)의 구동 시기를 지연시킴으로써 컴프레서(10)의 손상 위험을 감소시키고 컴프레서(10)의 손상을 방지하는 것이 필요하다.

여기서, 도 3을 참조하여 상기 작동 제어부(32)가 컴프레서(10)의 구동 허용 여부를 결정하고 상기 컴프레서(10)를 선택적으로 구동시키는 과정을 구체적으로 설명하도록 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 작동 제어부(32)는 차량 시동이 걸린 이후 컴프레서(10)가 미구동 상태(즉, 정지 상태)인지 여부를 판단할 수 있다(S100).

작동 제어부(32)는, 컴프레서(10)가 미구동 상태이면 컴프레서(10)의 구동 요구가 발생하는지를 판단한다(S110). 예를 들어, 컴프레서(10)의 구동은 사용자가 에어컨시스템의 구동을 요구하는 경우에 요구될 수 있다.

작동 제어부(32)는, 컴프레서(10)의 구동이 요구되는 것을 인지하면, 먼저 컴프레서(10)의 예측 토출압력과 듀얼 프레져 스위치(20)의 차단요청신호 송출 여부를 기초로 컴프레서(10)의 구동 허용 여부를 1차적으로 결정한다(S120).

작동 제어부(32)는 압력 예측부(31)로부터 컴프레서(10)의 예측 토출압력 정보를 입력받을 수 있고, 듀얼 프레져 스위치(20)로부터 차단요청신호를 입력받을 수 있다.

작동 제어부(32)는, 상기 예측 토출압력이 컴프레서(10)의 허용압력범위 내에 포함되는 제1조건과 상기 듀얼 프레져 스위치(20)가 차단요청신호를 송출하지 않는 제2조건이 모두 충족되면, 1차적으로 컴프레서(10)의 구동을 허용한다.

작동 제어부(32)는 상기 제1조건과 제2조건 중 어느 하나라도 충족되지 않으면 컴프레서(10)의 구동을 허용하지 않는다. 즉, 작동 제어부(32)는 상기 제1조건과 제2조건 중 어느 하나라도 충족되지 않으면 컴프레서(10)의 미구동 상태를 유지시킨다(S130).

또한, 작동 제어부(32)는 상기와 같이 1차적으로 컴프레서(10)의 구동을 허용한 경우, 듀얼 프레져 스위치(20)의 누적작동횟수를 기반으로 컴프레서(10)의 구동 허용 여부를 2차적으로 최종 결정한다. 작동 제어부(32)는, 차량 시동이 걸리면 듀얼 프레져 스위치(20)의 누적작동횟수를 실시간으로 카운트하여 저장한다.

컴프레서(10)의 구동이 1차적으로 허용된 경우라도 상기 듀얼 프레져 스위치(20)의 누적작동횟수가 증가할수록 컴프레서(10)의 실제 냉매 토출압력이 듀얼 프레져 스위치(20)의 허용압력범위에는 포함되지만 컴프레서(10)의 허용압력범위에는 포함되지 않을 가능성이 커지므로, 듀얼 프레져 스위치(20)의 누적작동횟수에 따라 선택적으로 컴프레서(10)의 구동 횟수를 줄이거나 또는 컴프레서(10)의 구동 시기를 지연시키는 것이 필요하다.

상기 듀얼 프레져 스위치(20)는 컴프레서(10)의 실제 냉매 토출압력이 듀얼 프레져 스위치(20)의 허용압력범위에 미포함될 때마다 턴 온(ON)되면서 차단요청신호를 송출한다. 따라서, 듀얼 프레져 스위치(20)의 누적작동횟수는 듀얼 프레져 스위치(20)의 차단요청신호 누적송출횟수와 동일하다.

듀얼 프레져 스위치(20)는 컴프레서(10)의 실제 냉매 토출압력이 듀얼 프레져 스위치(20)의 허용압력범위에 포함되면 다시 턴 오프되면서 차단해제요청신호를 송출한다. 상기 차단해제요청신호는 컴프레서(10)의 구동 차단 해제를 요청하기 위한 듀얼 프레져 스위치(20)의 송출신호이다.

상기 작동 제어부(32)는, 컴프레서(10)의 구동을 1차적으로 허용한 다음, 듀얼 프레져 스위치(20)의 차단요청신호 누적송출횟수를 기초로 결정한 구동허용 대기시간과 상기 컴프레서(10)의 실제 미구동 유지시간을 비교한다(S125).

상기 구동허용 대기시간은 컴프레서(10)의 가장 최근 구동이 정지된 이후부터 컴프레서(10)의 재구동 허용을 위해 대기해야 하는 시간이다. 컴프레서(10)의 재구동을 시작하기 위해서는 컴프레서(10)의 가장 최근 구동이 정지된 이후부터 상기 구동허용 대기시간이 경과해야 한다.

컴프레서(10)의 구동을 1차적으로 허용한 경우에도 듀얼 프레져 스위치(20)의 차단요청신호 누적송출횟수에 따라 컴프레서(10)의 재구동에 의한 손상 위험이 존재하기 때문에, 상기 듀얼 프레져 스위치(20)의 차단요청신호 누적송출횟수에 따라 컴프레서(10)의 구동허용 대기시간을 결정한다.

구체적으로 상기 작동 제어부(32)는, 차량 시동 이후에 발생한 듀얼 프레져 스위치(20)의 차단요청신호 누적송출횟수 및 실시간 차량 외기온도를 기초로 컴프레서(10)의 구동허용 대기시간을 결정한다.

상기 컴프레서(10)의 실제 미구동 유지시간은 컴프레서(10)가 실제로 미구동 상태를 유지한 시간이다. 다시 말해, 상기 컴프레서(10)의 실제 미구동 유지시간은 컴프레서(10)의 가장 최근 구동이 중단된 이후부터 컴프레서(10)가 재구동되기 전까지 경과한 시간이다. 작동 제어부(32)는 컴프레서(10)의 구동이 중단되면 상기 실제 미구동 유지시간을 카운트한다.

작동 제어부(32)는, 상기 구동허용 대기시간과 상기 실제 미구동 유지시간을 비교한 결과에 따라 컴프레서(10)를 선택적으로 구동시킨다. 구체적으로 작동 제어부(32)는, 상기 실제 미구동 유지시간이 상기 구동허용 대기시간을 초과하면 컴프레서(10)의 구동을 최종적으로 허용하고 컴프레서(10)를 구동시킨다(S140). 이때 작동 제어부(32)는, 사용자 요구에 따라 결정되는 목표속도를 추종하도록 컴프레서(10)를 구동시킬 수 있다.

또한 작동 제어부(32)는, 상기 실제 미구동 유지시간이 상기 구동허용 대기시간 이하이면 컴프레서(10)의 구동을 허용하지 않는다. 즉, 작동 제어부(32)는 상기 실제 미구동 유지시간이 상기 구동허용 대기시간 이하이면 컴프레서(10)의 미구동 상태를 유지시킨다.

또한 도 3에 도시하지는 않았으나, 작동 제어부(32)는 상기 실제 미구동 유지시간이 상기 구동허용 대기시간 이하이면 상기 실제 미구동 유지시간이 상기 구동허용 대기시간을 경과할 때까지 대기할 수도 있다. 작동 제어부(32)는, 컴프레서(10)의 실제 미구동 유지시간이 증가하여 상기 구동허용 대기시간을 경과하게 되면 컴프레서(10)의 구동을 허용하고 컴프레서(10)를 구동시킬 수도 있다.

또한 상기 작동 제어부(32)는, 컴프레서(10)가 구동 중인 경우 컴프레서(10)의 예측 토출압력과 듀얼 프레져 스위치(20)의 차단요청신호 송출 여부를 기초로 컴프레서(10)의 구동 유지 여부를 결정한다(S150).

작동 제어부(32)는, 컴프레서(10)가 구동 중일 때 컴프레서(10)의 예측 토출압력이 컴프레서(10)의 허용압력범위 내에 포함되는 제1조건과 듀얼 프레져 스위치(20)가 차단요청신호를 송출하지 않는 제2조건이 모두 충족되면, 컴프레서(10)의 구동을 허용하고 컴프레서(10)의 구동 상태를 유지시킨다(S160).

또한 작동 제어부(32)는, 컴프레서(10)가 구동 중일 때 상기 제1조건과 제2조건 중 어느 하나라도 충족되지 않으면 컴프레서(10)의 구동을 중단시킨다(S170).

한편, 상기 작동 제어부(32)는 듀얼 프레져 스위치(20)의 작동상태가 전환되는 경우 예측맵 보정부(33)에 듀얼 프레져 스위치(20)의 송출신호 정보를 전달한다. 즉, 작동 제어부(32)는 듀얼 프레져 스위치(20)가 차단요청신호를 송출하거나 또는 차단해제요청신호를 송출하는 경우 듀얼 프레져 스위치(20)의 송출신호 정보를 예측맵 보정부(33)에 전송한다.

도 4를 참조하면 상기 예측맵 보정부(33)는, 먼저 작동 제어부(32)에서 듀얼 프레져 스위치(20)의 송출신호 정보가 수신되는지를 판단한다(S200).

예측맵 보정부(33)는, 작동 제어부(32)에서 듀얼 프레져 스위치(20)의 송출신호 정보를 수신하는 경우, 실시간 차량 정보 및 실시간 에어컨시스템 정보를 이용하여 듀얼 프레져 스위치(20)의 작동압력 영역을 판단한다(S210).

즉, 예측맵 보정부(33)는 실시간 차량 정보 및 실시간 에어컨시스템 정보를 기반으로, 듀얼 프레져 스위치(20)가 차단요청신호를 송출할 때의 작동압력 영역과 차단해제요청신호를 송출할 때의 작동압력 영역을 구분하여 결정한다.

구체적으로, 상기 듀얼 프레져 스위치(20)가 차단요청신호를 송출할 때의 작동압력은, 듀얼 프레져 스위치(20)의 저압임계치인 제1임계압력이거나 또는 듀얼 프레져 스위치(20)의 고압임계치인 제2임계압력일 수 있다. 또한, 듀얼 프레져 스위치(20)가 차단해제요청신호를 송출할 때의 작동압력은, 상기 제1임계압력보다 소정치 이상 큰 압력값(즉, 제1차단해제 임계압력)으로 결정되거나 또는 상기 제2임계압력보다 소정치 이상 작은 압력값(즉, 제2차단해제 임계압력)으로 결정될 수 있다. 이러한 듀얼 프레져 스위치(20)의 작동압력은 듀얼 프레져 스위치(20)의 작동 특성에 의해 정해진다.

일 예로, 상기 예측맵 보정부(33)가 차량 외기온도 정보를 기초로 듀얼 프레져 스위치(20)의 작동압력 영역을 결정한다고 가정하면, 차량 외기온도가 20℃ 이상인 경우 듀얼 프레져 스위치(20)의 작동압력 영역은 고압 영역이라고 판단될 수 있고, 차량 외기온도가 20℃ 미만인 경우 듀얼 프레져 스위치(20)의 작동압력 영역은 저압 영역이라고 판단될 수 있다. 실제로, 상기 예측맵 보정부(33)는 압력 예측부(31)에서 컴프레서(10)의 예측 토출압력을 결정할 때 사용하는 토출압력 예측맵의 입력변수와 동일한 정보를 기초로 작동압력 영역을 판단한다.

또한, 예측맵 보정부(33)는 듀얼 프레져 스위치(20)의 송출신호 정보를 기초로 듀얼 프레져 스위치(20)의 작동 모드를 판단한다(S220). 즉, 예측맵 보정부(33)는 듀얼 프레져 스위치(20)의 송출신호 정보를 기반으로 듀얼 프레져 스위치(20)의 작동 유형이 컴프레서(10)의 구동 차단을 요청하는 컷오프 모드인지 또는 컴프레서(10)의 구동 차단 해제를 요청하는 차단해제 모드인지를 구분하여 판단할 수 있다.

이에 따라, 예측맵 보정부(33)는 상기 듀얼 프레져 스위치(20)의 작동압력 영역 및 송출신호를 기초로 듀얼 프레져 스위치(20)의 작동압력을 결정한다(S230).

구체적으로, 듀얼 프레져 스위치(20)가 고압 영역에서 컷오프 모드로 작동하여 차단요청신호를 송출하는 경우, 듀얼 프레져 스위치(20)의 작동압력은 상기 제2임계압력일 수 있다. 듀얼 프레져 스위치(20)가 고압 영역에서 차단해제 모드로 작동하여 차단해제요청신호를 송출하는 경우, 듀얼 프레져 스위치(20)의 작동압력은 상기 제2차단해제 임계압력일 수 있다.

또한, 듀얼 프레져 스위치(20)가 저압 영역에서 컷오프 모드로 작동하여 차단요청신호를 송출하는 경우 듀얼 프레져 스위치(20)의 작동압력은 상기 제1임계압력일 수 있다. 듀얼 프레져 스위치(20)가 저압영역에서 차단해제 모드로 작동하여 차단해제요청신호를 송출하는 경우, 듀얼 프레져 스위치(20)의 작동압력은 상기 제1차단해제 임계압력일 수 있다.

듀얼 프레져 스위치(20)는 컴프레서(10)의 실제 냉매 토출압력에 의해 선택적으로 작동하도록 구성되므로, 상기 듀얼 프레져 스위치(20)의 작동압력은 컴프레서(10)의 실제 냉매 토출압력과 유사한 값임을 알 수 있다.

이에 상기 예측맵 보정부(33)는, 듀얼 프레져 스위치(20)의 작동압력 값과 컴프레서(10)의 예측 토출압력 값을 비교하고(S240), 듀얼 프레져 스위치(20)의 작동압력과 컴프레서(10)의 예측 토출압력 간에 차이값(즉, 제1압력차이)이 사전에 정해진 기준오차 이상이면 상기 제1압력차이를 기초로 압력 예측부(31)의 토출압력 예측맵을 보정한다(S250). 예측맵 보정부(33)는, 상기 제1압력차이가 기준오차 미만이면 상기 토출압력 예측맵을 보정하지 않는다.

예를 들어, 예측맵 보정부(33)는, 듀얼 프레져 스위치(20)의 작동압력이 컴프레서(10)의 예측 토출압력보다 크면 상기 토출압력 예측맵의 예측 토출압력을 상기 제1압력차이를 기초로 상향 보정할 수 있고, 듀얼 프레져 스위치(20)의 작동압력이 컴프레서(10)의 예측 토출압력보다 작으면 상기 토출압력 예측맵의 예측 토출압력을 상기 제1압력차이를 기초로 하향 보정할 수 있다. 이때 상기 보정되는 토출압력 예측맵의 예측 토출압력은, 듀얼 프레져 스위치(20)의 작동압력 영역을 결정할 때 사용한 실시간 차량 정보와 실시간 에어컨시스템 정보를 입력변수로 선택하여 결정되는 예측 토출압력이다.

상기 제1압력차이를 기초로 압력 예측부(31)의 토출압력 예측맵을 보정함으로써 압력 예측부(31)에서 동일한 차량 정보 및 에어컨시스템 정보를 기반으로 컴프레서(10)의 예측 토출압력을 결정해야 할 경우 상기 컴프레서(10)의 예측 토출압력을 더욱 정확하게 예측하는 것이 가능하게 되고, 결과적으로 작동 제어부(32)에서 컴프레서(10)의 구동 허용 여부를 더 정확하게 판단할 수 있게 된다.

본 발명에서는 상기 컴프레서(10)의 구동 허용 여부를 정확하게 판단함으로써 컴프레서(10)의 과다한 구동이나 냉매 부족에 의한 에어컨시스템의 손상을 방지할 수 있다.

아울러, 본 발명에서 결정한 예측 토출압력을 기반으로 컴프레서(10)의 구동토크를 예측함으로써 컴프레서(10)의 토출압력 센싱값을 이용하는 경우와 마찬가지로 엔진의 아이들 속도 제어를 최적화하고 연비 개선을 도모할 수 있다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 또한 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

10 : 컴프레서
20 : 듀얼 프레져 스위치
30 : 에어컨제어기
31 : 압력 예측부
32 : 작동 제어부
33 : 예측맵 보정부

Claims

차량 실내의 공기 상태를 조절하기 위한 에어컨시스템의 보호장치로서,
소정의 차량 정보 및 에어컨시스템 정보를 기반으로 상기 에어컨시스템용 컴프레서의 냉매 토출압력을 예측하고 상기 예측한 냉매 토출압력을 상기 컴프레서의 예측 토출압력으로 결정하는, 압력 예측부;
상기 컴프레서의 냉매 토출압력에 따라 선택적으로 작동하도록 구성되며, 상기 컴프레서의 냉매 토출압력이 듀얼 프레져 스위치의 정해진 허용압력범위에 미포함되면 상기 컴프레서의 구동을 차단시키기 위한 차단요청신호를 송출하는, 듀얼 프레져 스위치;
상기 컴프레서의 구동이 요구되는 경우, 상기 압력 예측부에서 결정한 예측 토출압력과 상기 듀얼 프레져 스위치의 차단요청신호 송출 여부 및 차량 시동 이후 상기 듀얼 프레져 스위치의 차단요청신호 누적송출횟수를 기반으로 상기 컴프레서의 구동 허용 여부를 결정하고 상기 컴프레서를 선택적으로 구동시키는, 작동 제어부;
를 포함하는 차량의 에어컨시스템 보호장치.
청구항 1에 있어서,
상기 작동 제어부는, 상기 예측 토출압력이 컴프레서의 정해진 허용압력범위 내에 포함되는 제1조건과 상기 듀얼 프레져 스위치가 차단요청신호를 송출하지 않는 제2조건이 모두 충족되면 상기 듀얼 프레져 스위치의 차단요청신호 누적송출횟수를 기반으로 구동허용 대기시간을 결정하고, 상기 컴프레서의 실제 미구동 유지시간이 상기 구동허용 대기시간을 초과하면 상기 컴프레서의 구동을 허용하고 컴프레서를 구동시키는 것을 특징으로 하는 차량의 에어컨시스템 보호장치.
청구항 2에 있어서,
상기 작동 제어부는, 상기 컴프레서의 실제 미구동 유지시간이 상기 구동허용 대기시간 이하이면 컴프레서의 구동을 허용하지 않고 상기 컴프레서의 미구동 상태를 유지시키는 것을 특징으로 하는 차량의 에어컨시스템 보호장치.
청구항 2에 있어서,
상기 작동 제어부는, 상기 제1조건과 제2조건 중 어느 하나라도 충족되지 않으면 상기 컴프레서의 구동을 허용하지 않고 상기 컴프레서의 미구동 상태를 유지시키는 것을 특징으로 하는 차량의 에어컨시스템 보호장치.
청구항 2에 있어서,
상기 작동 제어부는, 상기 컴프레서가 구동 중인 경우 상기 제1조건과 제2조건이 모두 충족되면 상기 컴프레서의 구동 상태를 유지시키는 것을 특징으로 하는 차량의 에어컨시스템 보호장치.
청구항 2에 있어서,
상기 작동 제어부는, 상기 컴프레서가 구동 중인 경우 상기 제1조건과 제2조건 중 어느 하나라도 충족되지 않으면 상기 컴프레서의 구동을 중단시키는 것을 특징으로 하는 차량의 에어컨시스템 보호장치.
청구항 2에 있어서,
상기 작동 제어부는, 차량 시동 이후에 발생한 듀얼 프레져 스위치의 차단요청신호 누적송출횟수와 차량 외기온도를 기반으로 상기 구동허용 대기시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 에어컨시스템 보호장치.
청구항 1에 있어서,
상기 듀얼 프레져 스위치의 작동압력과 컴프레서의 예측 토출압력 간에 차이값이 정해진 기준오차 이상이면 상기 차이값을 기준으로 상기 압력 예측부의 토출압력 예측맵을 보정하는 예측맵 보정부를 더 포함하며,
상기 압력 예측부는 소정의 차량 정보와 에어컨시스템 정보를 입력변수로 이용하여 상기 컴프레서의 예측 토출압력을 결정하도록 구성된 상기 토출압력 예측맵을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 에어컨시스템 보호장치.
청구항 8에 있어서,
상기 듀얼 프레져 스위치의 작동압력은 상기 듀얼 프레져 스위치의 송출신호 정보 및 작동압력 영역 정보를 기초로 결정되며, 상기 듀얼 프레져 스위치의 작동압력 영역은 실시간 차량 정보와 실시간 에어컨시스템 정보를 기초로 고압 영역과 저압 영역 중 어느 하나로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량의 에어컨시스템 보호장치.
청구항 9에 있어서,
상기 예측맵 보정부는 상기 토출압력 예측맵의 입력변수와 동일하게 정해진 차량 정보 및 에어컨시스템 정보를 기초로 상기 듀얼 프레져 스위치의 작동압력 영역을 결정하며, 상기 듀얼 프레져 스위치의 송출신호는 차단요청신호 또는 차단해제요청신호 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량의 에어컨시스템 보호장치.