WO2023113301A1 - 차량용 공조시스템의 제어 방법 및 차량용 공조시스템의 제어 방법이 적용된 압축기 - Google Patents

차량용 공조시스템의 제어 방법 및 차량용 공조시스템의 제어 방법이 적용된 압축기 Download PDF

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WO2023113301A1
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temperature
refrigerant
compressor
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conditioning system
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김홍민
류구현
김정현
정수철
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한온시스템 주식회사
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    • F25B2500/22—Preventing, detecting or repairing leaks of refrigeration fluids
    • F25B2500/222—Detecting refrigerant leaks

Definitions

  • the present invention is for accurately determining the amount of refrigerant in a compressor, and more particularly, relates to a control method of a vehicle air conditioning system and a compressor to which the control method of a vehicle air conditioning system is applied.
  • an air conditioning system is installed in a vehicle, and the air conditioning system includes a cooling system for cooling the interior of the vehicle, a heating system for heating the vehicle cabin, a full automatic temperature controller (FATC), and flow into the vehicle cabin. It includes an air conditioner (HVAC: Heating, Ventilation and Air Conditioning) that controls the temperature/strength/direction of the air being supplied.
  • HVAC Heating, Ventilation and Air Conditioning
  • An air conditioner provided in a vehicle is installed to cool or heat the interior of the vehicle in summer or winter, or remove moisture generated inside the windshield glass in rainy weather or winter to secure front and rear views of the driver.
  • the air conditioner is equipped with a heating system and a cooling system at the same time, so that the interior of the vehicle is cooled, heated, or ventilated by selectively introducing outside air or indoor air and then heating or cooling it and blowing it into the interior of the vehicle.
  • the cooling system cools the interior of the vehicle by circulating a refrigerant, which is a heat exchanging medium, through a conventional refrigeration cycle and dissipating heat inside the vehicle to the outside through the refrigerant.
  • a refrigerant which is a heat exchanging medium
  • the cooling system of the air conditioner includes a compressor (1) for compressing refrigerant, a condenser (2) for condensing the refrigerant compressed in the compressor (1), and condensing and liquefying in the condenser (2).
  • An expansion valve (3) that rapidly expands the refrigerant, and an evaporator (evaporator) that cools the air blown into the interior of the vehicle by using the latent heat of vaporization of the refrigerant while evaporating the refrigerant expanded in the expansion valve (3).
  • evaporator evaporator
  • the compressor 1 compresses the low-temperature, low-pressure refrigerant while being driven by engine power and discharges it to the condenser 2. It is condensed by the blowing action of the time) and made into a medium-temperature and high-pressure liquid.
  • the refrigerant coming out of the condenser (2) in a medium-temperature and high-pressure state is rapidly expanded by the expansion valve (3) and moved to the evaporator (4) in a low-temperature and low-pressure wet saturated gas state.
  • the refrigerant After the refrigerant is expanded in the evaporator (4), it is evaporated while heat exchange with external air is performed, and the refrigerant is phase changed to a gaseous state and is transferred to the compressor (1).
  • a blowing fan (not shown) introduces air from inside/outside the vehicle and blows it through the evaporator 4 to the inside of the vehicle, so that the blown air is cooled by the latent heat of evaporation of the liquid refrigerant in the evaporator 4 and then introduced into the inside of the vehicle.
  • the car interior is cooled.
  • the expansion valve 3 changes the liquid refrigerant into a low-temperature, low-pressure wet saturated gas state through a throttling action, and controls the refrigerant flow rate according to the opening amount, and directly adjusts the superheat of the refrigerant at the outlet of the evaporator 4.
  • the refrigerant flowing into the compressor 1 may be in a superheated vapor state or may include some liquid refrigerant.
  • the expansion valve 3 adjusts the refrigerant flow rate appropriately and maintains the degree of superheat by appropriately changing the opening amount by the opening amount control means according to the change in heat load of the evaporator 4 so that the refrigeration system can exert its best performance. It works to maintain.
  • the heating system includes a pump, a heater core, and an engine.
  • the engine heats the cooling water, and the heater core transfers heat of the cooling water introduced after being heated in the engine to surrounding air.
  • the ambient air heated through heat exchange with the cooling water in the heater core is supplied to the interior of the vehicle to heat the interior of the vehicle.
  • the fully automatic temperature controller calculates the target evaporator temperature using the air conditioning conditions received from the control panel mounted on the center fascia panel in front of the driver's seat. In addition, the fully automatic temperature controller controls the compressor by comparing the evaporator temperature received from the evaporator sensor built in the air conditioner with the target evaporator temperature.
  • the rpm (or duty) of the compressor is decreased when the evaporator temperature is higher than the target evaporator temperature, and the rpm (or duty) of the compressor is increased when the evaporator temperature is higher than the target evaporator temperature.
  • the amount of refrigerant in the air conditioner is insufficient or it is possible to check refrigerant leak only after leaking 90% or more of the total refrigerant.
  • the present embodiments are intended to provide a control method for a vehicle air conditioning system capable of accurately detecting even a minute difference in the amount of refrigerant in the compressor and inspecting the compressor before it is damaged due to an insufficient amount of refrigerant, and a compressor to which the control method for the vehicle air conditioning system is applied.
  • a method for controlling an air conditioning system for a vehicle includes a first step (ST10) of measuring a state to determine a state of a refrigerant amount of a compressor provided in an air conditioning system after a vehicle is turned on; a second step (ST20) of switching to a refrigerant amount determination mode after the first step (ST10); a third step (ST30) of waiting for a first time after the second step (ST20); a fourth step (ST40) of determining whether the evaporator provided in the air conditioning system satisfies a target evaporator temperature (Evap T) after the third step (ST30); and a fifth step (ST50) of determining whether a predetermined target deviation temperature for each outdoor air temperature is satisfied after the fourth step (ST40), wherein the refrigerant amount of the compressor is normal through the fourth or fifth step. determine whether or not
  • the first step (ST10) may include an outside temperature detection step (ST11) of detecting a state of the outside air temperature of the vehicle; an evaporator temperature detection step (ST12) of detecting a temperature state of the evaporator; A duct internal temperature detection step (ST13) of detecting a temperature state inside the duct located at the outlet side of the evaporator is further included.
  • the first step (ST10) further includes a discharge pressure detection step (ST14) of detecting the discharge pressure of the compressor.
  • the second step (ST20) may include maintaining the air conditioning system in an on state while maintaining the vehicle in an idle state (ST21); an outdoor mode operating step (ST22) of operating the air conditioning system in an outdoor mode; operating the air conditioning system at the lowest temperature (ST23); and a blowing fan operating step (S24) in which the blowing fan provided in the air conditioning system is operated at the maximum air volume.
  • the first time of the third step (ST30) corresponds to the time required to stabilize the operation of the compressor with the amount of refrigerant in a steady state.
  • the target evaporator temperature (Evap T) of the fourth step (ST40) is a temperature at which thermal equilibrium is achieved while the evaporator exchanges heat with outdoor air.
  • the target evaporator temperature (Evap T) is determined as a normal amount of refrigerant when it is lower than the outdoor temperature.
  • the amount of refrigerant is determined to be normal. do.
  • a step (ST60) of determining whether the discharge pressure satisfies the discharge pressure range value for each outdoor air temperature is further included.
  • the current amount of refrigerant in the compressor is determined as a normal amount of refrigerant.
  • a mechanical compressor to which the control method of the air conditioning system for a vehicle according to the first embodiment is applied is provided.
  • a method for controlling an air conditioning system for a vehicle includes a first step (ST100) of measuring a condition for determining the amount of refrigerant in a compressor provided in an air conditioning system after the engine of the vehicle is turned on (ST100).
  • the current amount of refrigerant in the compressor is determined as a normal amount of refrigerant.
  • the first step (ST100) may include an outside temperature detection step (ST110) of detecting a state of the outside air temperature of the vehicle; an evaporator temperature detection step (ST120) of detecting a temperature state of the evaporator; a duct internal temperature detection step (ST130) of detecting a temperature state inside the duct located at the outlet side of the evaporator; a discharge pressure detection step (ST140) of detecting a discharge pressure state of the compressor; A step ST150 of detecting a state of revolutions per minute information of the compressor is further included.
  • control method of the vehicle air conditioning system according to the second embodiment described above can be used for a mechanical compressor to which it is applied.
  • a third embodiment of the present invention relates to a compressor, wherein the compressor includes: a sensing unit 100 for detecting whether the amount of refrigerant is maintained at a normal amount; a memory unit 200 receiving and storing the information sensed by the sensing unit 100; a control unit 300 for determining whether the current amount of refrigerant in the compressor corresponds to a normal refrigerant amount or an abnormal refrigerant amount by switching the air conditioning system to a refrigerant amount determination mode in connection with the memory unit 200; and a display unit 400 for displaying when the amount of refrigerant in the compressor corresponds to an abnormal amount of refrigerant in association with the controller 300.
  • the sensing unit 100 includes a first sensing unit 110 that senses the outside air temperature of the vehicle; A second sensing unit 120 for sensing the temperature of the evaporator; A third sensing unit 130 for sensing the temperature inside the duct located at the outlet side of the evaporator; a fourth sensing unit 140 that senses the discharge pressure of the compressor; A fifth sensing unit 150 for sensing the number of revolutions per minute of the compressor; and a sixth sensing unit for sensing the relative humidity outside the vehicle.
  • problems leading to damage and failure in an expensive compressor can be prevented in advance by accurately detecting the amount of refrigerant in the compressor, thereby improving safety.
  • the present embodiments when determining the amount of refrigerant in a compressor, it is possible to accurately determine the amount of refrigerant even when a small amount of refrigerant leaks through various measurement conditions and judgment conditions, so that quality stabilization can be performed.
  • FIG. 1 is a view schematically illustrating a cooling system of a conventional air conditioning apparatus
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a control method of an air conditioning system for a vehicle according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the detailed configuration of the second to third steps in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a control method of an air conditioning system for a vehicle according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flow chart showing the detailed configuration of the second to third steps in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the configuration of a compressor according to a third embodiment of the present invention.
  • a component is said to be “connected to” or “coupled to” another component when it is directly connected or coupled to the other component or through another component in between. include all cases. On the other hand, when one component is referred to as “directly connected to” or “directly coupled to” another component, it indicates that another component is not intervened. “And/or” includes each and every combination of one or more of the recited items.
  • a method of controlling an air conditioning system for a vehicle according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
  • this embodiment intends to operate a stable air conditioning system by accurately determining the amount of refrigerant in the compressor and providing a logic capable of confirming damage due to insufficient amount of refrigerant in advance.
  • this embodiment can accurately determine the amount of refrigerant in the compressor even when the amount of refrigerant in the compressor is less than 10% of the total amount of refrigerant in the compressor, or a small amount of refrigerant is insufficient. Therefore, it is possible to safely control the prevention of failure and damage due to insufficient amount of refrigerant in the compressor in advance.
  • a first step (ST10) in which a state is measured to determine a refrigerant amount state of a compressor provided in an air conditioning system after the engine of the vehicle is turned on, and the first step After (ST10), the second step (ST20) of switching to the refrigerant amount determination mode, the third step (ST30) of waiting for a first time after the second step (ST20), and the third step (ST30) Thereafter, a fourth step (ST40) of determining whether the evaporator provided in the air conditioning system satisfies the target evaporator temperature (Evap T) and determining whether or not a predetermined target deviation temperature for each outdoor air temperature is satisfied after the fourth step (ST40) and a fifth step (ST50) of doing so, and it is determined whether the amount of refrigerant in the compressor is normal through the fourth step (ST40) or the fifth step (ST50).
  • Evap T target evaporator temperature
  • the first step (ST10 ) the basic condition of the air conditioning system is measured, and the accuracy is improved compared to the conventional technique for determining the insufficient amount of refrigerant.
  • the first step (ST10) includes an outside air temperature detection step (ST11) of detecting the outside air temperature state of the vehicle after the vehicle engine is turned on, and an evaporator temperature detection step of detecting the temperature state of the evaporator. (ST12) and a duct internal temperature detection step (ST13) of detecting a temperature state inside the duct located at the outlet side of the evaporator may be further included.
  • the detection of the outside air temperature (ST11) of the vehicle corresponds to an important variable in determining whether or not the compressor maintains the amount of refrigerant in a steady state according to the outside air temperature.
  • the evaporator temperature detection step (ST12) is used to determine the current evaporator temperature by detecting the surface temperature of the evaporator.
  • the current state corresponds to a state before the air conditioner constituting the air conditioning system is turned on.
  • a duct internal temperature detection step (ST13) of detecting the temperature inside the duct located at the outlet side of the evaporator is further included.
  • the duct Since the duct is installed at the outlet side where the evaporator is installed and corresponds to a position where the cooling air heat-exchanged while passing through the evaporator is discharged, when the temperature is detected at the position, it can be used as data that can accurately determine the condition due to insufficient amount of refrigerant. This can improve accuracy.
  • the first step (ST10) further includes a discharge pressure detection step (ST14) of detecting the discharge pressure of the compressor.
  • the discharge pressure the static pressure is measured even when the compressor is stopped operating, and since the high-pressure discharge pressure according to refrigerant discharge is measured after operation, an accurate pressure value is detected due to a pressure difference before and after operation.
  • the present embodiment can numerically and accurately detect the temperature of the outside air of the vehicle, the surface temperature of the evaporator, and the temperature inside the duct, thereby increasing the accuracy of determining the amount of refrigerant in the compressor.
  • the second step (ST20) includes the step (ST21) of maintaining the air conditioning system in an on state while maintaining the vehicle in an idle state after the above-described first step (ST10); , an outdoor mode operating step (ST22) of operating the air conditioning system in an outdoor mode, and a step (ST23) of operating the air conditioning system at a minimum temperature.
  • the reason why the vehicle is maintained in the idle state (ST20) is to accurately determine the amount of refrigerant in the compressor by minimizing load generation and maintaining a stable state in the vehicle in a non-driving situation.
  • the air conditioning system is switched to an on state (ST21) and the air conditioning system is operated in an outside air mode as the compressor operates (ST22).
  • the reason why the air conditioning system is operated in the outside air mode is that when outside air is introduced rather than air inside the vehicle, it is possible to more accurately determine whether or not there is a leak in the compressor due to an insufficient amount of refrigerant. For example, since the inside of the vehicle can maintain a relatively lower or higher temperature than the outside, more accurate data can be obtained when outside air is introduced into the air conditioning system and supplied to the evaporator rather than air inside the vehicle.
  • the air conditioning system is automatically set to the lowest temperature and operated (ST23), and the refrigerant amount is determined while the blowing fan is operated at the maximum air volume toward the evaporator (ST24).
  • the reason why the air conditioning system is set to the minimum temperature is to obtain more accurate data when setting the reference value based on the temperature change of the evaporator. Compared to the case where the temperature is set at a specific temperature, when the minimum temperature is set as the reference temperature for measurement, the amount of refrigerant in the compressor This is because it is more advantageous to accurately determine the shortage state.
  • the third step (ST30) is performed after the above-described second step (ST20), and the third step (ST30) keeps the compressor operating for the first time.
  • the first time may be, for example, 5 minutes or less than 5 minutes, and may be changed without being particularly limited to the above-mentioned time.
  • the first time corresponds to a stabilization time when the compressor is normally operated with 100% of the refrigerant amount. If the amount of refrigerant in the compressor is insufficient by at least 10% or at most 50% or more, a clear difference occurs in the operating state after the first time elapses, so that a relative comparison can be easily made.
  • relative humidity information is detected to more accurately determine the amount of refrigerant (ST16).
  • the reason why the relative humidity information is detected is to calculate a more accurate result value together with the temperature information.
  • This embodiment is applied as an important variable in determining whether the amount of refrigerant in the compressor is normal or abnormal in the fourth step ST40 after the third step ST30.
  • the target evaporator temperature (Evap T) corresponds to a temperature at which thermal equilibrium is achieved while the evaporator exchanges heat with outside air. Since the target evaporator temperature (Evap T) is numerically subdivided into 1% or 0.1% units in the range from 100% of the refrigerant amount to N% and is logicalized in detail, when the compressor refrigerant amount is 100%, the target evaporator temperature The temperature (Evap T) is accurately calculated.
  • the amount of refrigerant in the compressor is 80%, 70%, or 50% instead of 100%, the amount of remaining refrigerant can be accurately determined, thereby improving accuracy.
  • the target evaporator temperature (Evap T) can be changed according to the outside temperature, and in this embodiment, the outside temperature is also numerically subdivided into 1 degree, 0.5 degree, or 0.1 degree units, and then converted into logic, so that the amount of refrigerant in the compressor can be accurately determined. can judge
  • the target evaporator temperature (Evap T) is a temperature measured when the amount of refrigerant in the compressor is 100%, it is different from the preset target evaporator temperature (Evap T) because the numerically measured temperature data changes when the amount of refrigerant in the compressor is insufficient. it is measured
  • the fourth step (ST40) it may be possible to predict the current remaining amount of refrigerant using the data sensed as the target evaporator temperature (Evap T).
  • the target evaporator temperature (Evap T) when the target evaporator temperature (Evap T) is lower than the outdoor temperature, it is determined as a normal amount of refrigerant. When the outdoor temperature is 30 degrees, the target evaporator temperature (Evap T) is inevitably lower than the outdoor temperature.
  • the fourth step (ST40) may be defined by the following formula.
  • Evap T means the target evaporator temperature and A means the outside air temperature.
  • the temperature value excluding the target evaporator temperature (Evap T) from the temperature (Duct T) inside the duct located at the outlet of the evaporator is maintained within the target deviation temperature range for each outdoor temperature It is determined by the normal amount of refrigerant.
  • the weight is maintained at 550 g, and when the amount of refrigerant is 80%, the weight is maintained at 440 g.
  • the state of the amount of refrigerant can be additionally determined together with the data detected at the target evaporator temperature (Evap T), thereby determining the current state of the compressor. It may be determined whether the amount of refrigerant is insufficient.
  • the target deviation for each outdoor air temperature is numerically subdivided in advance in units of 1 degree or 0.1 degree and is logicalized, when compared with the temperature value excluding the target evaporator temperature (Evap T) from the temperature inside the duct (Duct T) If it is within the range of the target deviation temperature for each outdoor temperature, the refrigerant amount of the compressor is determined to be in a normal state, and if it is different, it is determined to correspond to an abnormal state in which the amount of refrigerant is insufficient.
  • the fifth step (ST50) may be defined by the following formula.
  • Duct T means the temperature inside the duct
  • Evap T means the target evaporator temperature
  • B means the target deviation for each outside air temperature.
  • This embodiment may further include a step of determining whether the discharge pressure satisfies the target discharge pressure range value for each outdoor temperature after the fifth step (ST50) (ST60). In the step of determining whether the discharge pressure satisfies the target discharge pressure range value for each outdoor air temperature (ST60), when the discharge pressure is maintained between the first and second target discharge pressures, it is determined that the amount of refrigerant is normal.
  • the discharge pressure is maintained at 190 psi to 200 psi, so if it is set numerically and compared with each other, it is possible to determine whether the refrigerant amount of the compressor is insufficient.
  • APT means discharge pressure
  • C1 and C2 mean discharge pressure range values. For example, when the outside air temperature is 30 degrees, the discharge pressure is maintained at 180 psi to 190 psi, and when the outside air temperature is 25 degrees, the discharge pressure is maintained at 170 psi to 180 psi.
  • This embodiment can accurately determine whether or not the amount of refrigerant is insufficient by applying the control method of a vehicle air conditioning system to a mechanical compressor.
  • the current amount of refrigerant of the compressor is determined as a normal amount of refrigerant (ST70), and the fourth step (ST40) or the sixth step (ST40) or the sixth step (ST40) If any one of the steps (ST60) is not satisfied, it is determined that the current compressor is in an abnormal state where the amount of refrigerant is insufficient (ST80.
  • the present embodiment includes a first step (ST100) of measuring the state of the refrigerant amount of the compressor provided in the air conditioning system after the vehicle is turned on; After the first step (ST100), a second step (ST200) of switching to a refrigerant amount determination mode, a third step (ST300) of waiting for a first time after the second step (ST200), and the third step (ST200).
  • the first step (ST100) includes an external air temperature detection step (ST110) of detecting the outside air temperature state of the vehicle after the vehicle engine is turned on, and an evaporator temperature detection step of detecting the temperature state of the evaporator. (ST120); a duct internal temperature detection step (ST130) for detecting a temperature state inside the duct located at the outlet side of the evaporator; a discharge pressure detection step (ST140) for detecting a discharge pressure state of the compressor; A step of detecting revolutions per minute information (ST150) is further included.
  • the detection of the outside air temperature of the vehicle (ST110) corresponds to an important variable in determining whether or not the compressor maintains the amount of refrigerant in a steady state according to the outside air temperature.
  • the evaporator temperature detection step (ST120) is used to determine the current evaporator temperature by detecting the surface temperature of the evaporator.
  • the current state corresponds to a state before the air conditioner constituting the air conditioning system is turned on.
  • a duct internal temperature detection step (ST130) of detecting the temperature inside the duct located at the outlet side of the evaporator is further included.
  • the duct Since the duct is installed at the outlet side where the evaporator is installed and corresponds to a position where the cooling air heat-exchanged while passing through the evaporator is discharged, when the temperature is detected at the position, it can be used as data that can accurately determine the condition due to insufficient amount of refrigerant. This can improve accuracy.
  • relative humidity information is detected to more accurately determine the amount of refrigerant (ST160).
  • the reason why the relative humidity information is detected is to calculate a more accurate result value together with the temperature information.
  • the present embodiment numerically and accurately detects the vehicle's outside air temperature, evaporator surface temperature, duct internal temperature, compressor discharge pressure, compressor revolutions per minute information, and relative humidity information to accurately determine the amount of refrigerant in the compressor. can increase
  • the second step (ST200) includes the steps (ST210) of maintaining the air conditioning system in an on state while maintaining the vehicle in an idle state after the above-described first step (ST100); , an outdoor mode operating step (ST220) of operating the air conditioning system in an outdoor mode, and a step (ST230) of operating the air conditioning system at the lowest temperature.
  • the reason why the vehicle is maintained in the idle state (ST200) is to accurately determine the amount of refrigerant in the compressor in a state in which load generation is minimized and stable in the vehicle.
  • the air conditioning system is switched to an on state (ST210) and the air conditioning system is operated in an outside air mode as the compressor operates (ST220).
  • the reason why the air conditioning system is operated in the outside air mode is that when outside air is introduced rather than air inside the vehicle, it is possible to more accurately determine whether or not there is a leak in the compressor due to an insufficient amount of refrigerant.
  • the inside of the vehicle can maintain a relatively lower or higher temperature than the outside, more accurate data can be obtained when outside air is introduced into the air conditioning system and supplied to the evaporator rather than air inside the vehicle.
  • the air conditioning system is automatically set to the lowest temperature and operated (ST230), and the refrigerant amount is determined while the blowing fan is operated at the maximum air volume toward the evaporator.
  • the reason why the air conditioning system is set to the minimum temperature is to obtain more accurate data when setting the reference value based on the temperature change of the evaporator. Compared to the case where the temperature is set at a specific temperature, when the minimum temperature is set as the reference temperature for measurement, the amount of refrigerant in the compressor This is because it is more advantageous to accurately determine the shortage state.
  • the blower fan when operated at the maximum air volume (ST240), the operation and response of the evaporator are quickly achieved, so it may be more advantageous to accurately determine the insufficient amount of refrigerant in the compressor.
  • the third step (ST30) is performed after the above-described second step (ST200), and the third step (ST30) keeps the compressor operating for the first time.
  • the first time may be, for example, 5 minutes or less than 5 minutes, and may be changed without being particularly limited to the above-mentioned time.
  • the first time corresponds to a stabilization time when the compressor is normally operated with 100% of the refrigerant amount. If the amount of refrigerant in the compressor is insufficient by at least 10% or at most 50% or more, a clear difference occurs in the operating state after the first time elapses, so that a relative comparison can be easily made.
  • This embodiment is applied as an important variable in determining whether the refrigerant amount state of the compressor is normal or abnormal in the fourth step ST400 after the third step ST300.
  • the target evaporator temperature (Evap T) corresponds to a temperature at which thermal equilibrium is achieved while the evaporator exchanges heat with outside air. Since the target evaporator temperature (Evap T) is numerically subdivided into 1% or 0.1% units in the range from 100% to 0% of the refrigerant amount and is logicalized in detail, when the compressor refrigerant amount is 100%, the target evaporator temperature The temperature (Evap T) is accurately calculated.
  • the amount of refrigerant in the compressor is 80% or 70% instead of 100%, the amount of remaining refrigerant can be accurately determined and accuracy is improved.
  • the target evaporator temperature (Evap T) can be changed according to the outside temperature, and in this embodiment, the outside temperature is also numerically subdivided into 1 degree, 0.5 degree, or 0.1 degree units, and then converted into logic, so that the amount of refrigerant in the compressor can be accurately determined. can judge
  • the target evaporator temperature (Evap T) is a temperature measured when the amount of refrigerant in the compressor is 100%, it is different from the preset target evaporator temperature (Evap T) because the numerically measured temperature data changes when the amount of refrigerant in the compressor is insufficient. it is measured
  • the fourth step (ST400) it may be possible to predict the current remaining amount of refrigerant using the data sensed as the target evaporator temperature (Evap T).
  • the target evaporator temperature (Evap T) when the target evaporator temperature (Evap T) is lower than the outdoor temperature, it is determined as a normal amount of refrigerant. When the outdoor temperature is 30 degrees, the target evaporator temperature (Evap T) is inevitably lower than the outdoor temperature.
  • the fourth step (ST400) may be defined by the following formula.
  • Evap T means the target evaporator temperature and A means the outside air temperature.
  • the value excluding the target evaporator temperature (Evap T) from the temperature (Duct T) inside the duct located at the outlet of the evaporator is maintained within a range smaller than the target deviation for each outdoor air temperature. It is determined by the normal amount of refrigerant.
  • the state of the amount of refrigerant can be additionally determined together with the data detected at the target evaporator temperature (Evap T), thereby determining the current state of the compressor. It may be determined whether the amount of refrigerant is insufficient.
  • the target deviation for each outdoor temperature is numerically subdivided in advance in units of 1 degree or 0.1 degree and is logicalized, when compared with the value excluding the target evaporator temperature (Evap T) from the temperature inside the duct (Duct T), the outside air temperature If it is within the range of the target deviation temperature for each temperature, the amount of refrigerant in the compressor is determined to be in a normal state, and if it is different, it is determined to be in an abnormal state in which the amount of refrigerant is insufficient.
  • the fifth step (ST50) may be defined by the following formula.
  • Duct T means the temperature inside the duct
  • Evap T means the target evaporator temperature
  • B means the target deviation for each outside air temperature.
  • the discharge pressure is maintained at a specific pressure according to various outside air temperatures.
  • APT means discharge pressure
  • C1 and C2 mean discharge pressure range values.
  • the seventh step (ST700) when the revolutions per minute of the compressor satisfy the first to second expected revolutions per minute, it is determined that the condition corresponds to the normal refrigerant amount condition, and when this is numerically set and compared with each other, whether or not the refrigerant amount of the compressor is insufficient. can judge
  • RPM means the revolutions per minute of the compressor
  • D1 and D2 mean the expected revolutions per minute.
  • the current amount of refrigerant in the compressor is determined as normal (ST800), and if any one of the steps is not satisfied, the current compressor Since it is judged as an abnormal state in which the amount of refrigerant is insufficient (ST900), the detection performance according to the change in the amount of refrigerant in the compressor can be improved unlike in the past, and thus damage to the expensive compressor can be prevented in advance.
  • control method of the air conditioning system for a vehicle described above can be applied to an electric compressor and used, stability of the expensive electric compressor can be improved and the amount of refrigerant can be monitored.
  • the present embodiment includes a detector 100 for detecting whether the amount of refrigerant in a compressor provided in an air conditioning system of a vehicle is maintained at a normal refrigerant amount, and information detected by the detector 100 is received.
  • the sensing unit 100 includes a first sensing unit 110 for sensing the outside air temperature of the vehicle, a second sensing unit 120 for sensing the temperature of the evaporator, and a duct located at the outlet side of the evaporator.
  • the information sensed by the first to sixth sensing units 110, 120, 130, 140, 150, and 160 is first stored and recorded in the memory unit 200 and then transferred to the controller 300 to set preset settings. By comparing the value, it is determined whether the amount of refrigerant is insufficient.
  • the control unit 300 determines the insufficient amount of refrigerant in the compressor, the relative humidity information detected by the sixth sensor 160 is input for more accurate determination, so that the first sensor 110 With the detected temperature information, it is possible to accurately determine whether the current amount of refrigerant in the compressor is normal or abnormal.
  • control unit 300 accurately determines whether or not the amount of refrigerant in the compressor is insufficient by using the information input through the sensing unit 100 and the method described in the second to seventh steps. Control is performed so that air display is generated through the display unit 400 only when the amount of refrigerant in the compressor is abnormal.
  • the display unit 400 may be changed in various ways, and may generate a notification to the driver or generate a notification only in the maintenance stage when scanning is performed using a separate scanner.
  • the present embodiments can be applied to a vehicle compressor and can accurately detect changes in the amount of refrigerant in the compressor.

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Abstract

차량용 공조시스템의 제어 방법 및 차량용 공조시스템의 제어 방법이 적용된 압축기가 개시된다. 본 실시 예들은 기계식 또는 전동식 압축기에서 냉매량의 변화를 정확하게 감지하여 안정적인 압축기 운영을 가능하게 할 수 있다.

Description

차량용 공조시스템의 제어 방법 및 차량용 공조시스템의 제어 방법이 적용된 압축기
본 발명은 압축기의 냉매량을 정확하게 판단하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 차량용 공조시스템의 제어 방법 및 차량용 공조시스템의 제어 방법이 적용된 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 공조시스템이 설치되고, 상기 공조시스템은 차량의 실내 냉방을 위한 냉방시스템과, 차실의 난방을 위한 난방시스템과, 전자동 온도조절장치(FATC: Full Automatic Temperature Controller)와, 차실로 유입되는 공기의 온도/세기/방향을 조절하는 공조장치(HVAC : Heating, Ventilation and Air Conditioning)를 포함한다.
차량에 구비된 공조장치는 하절기나 동절기에 상기 차량의 실내를 냉, 난방하거나, 우천 또는 동절기에 윈드 실드 글래스의 내측에 발생되는 습기를 제거하여 운전자의 전후방 시야를 확보할 목적으로 설치된다.
상기 공조장치는 난방시스템과 냉방시스템을 동시에 갖추고 있어서, 외기나 내기를 선택적으로 도입한 후에 가열 또는 냉각시켜 차량의 실내에 송풍함으로써 자동차 실내를 냉, 난방하거나 환기하게 된다.
상기 냉방시스템은 통상적인 냉동사이클에 의해 열교환매체인 냉매를 순환시키면서 차량 실내의 열을 냉매를 통하여 외부로 발산하여 차량의 실내를 냉방하게 된다.
공기조화장치의 냉방시스템은 냉매를 압축하는 압축기(Compressor)(1)와, 상기 압축기(1)에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기(Condenser)(2)와, 상기 응축기(2)에서 응축되어 액화된 냉매를 급속히 팽창시키는 팽창밸브(Expansion Valve)(3)와, 상기 팽창밸브(3)에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발잠열을 이용하여 차량의 실내로 송풍되는 공기를 냉각하는 증발기(Evaporator)(4)를 포함한다.
상기 압축기(1)는 엔진의 동력으로 구동되면서 저온 저압의 냉매를 압축하여 상기 응축기(2)로 토출하고, 상기 응축기(2)는 상기 압축기(1)에 의해 고온 고압의 냉매를 냉각팬(미도시)의 송풍작용으로 응축시켜 중온 고압의 액체로 만든다.
상기 응축기(2)에서 중온 고압의 상태로 나온 냉매는 상기 팽창밸브(3)에 의해 급속히 팽창되어 저온저압의 습포화 기체 상태로 증발기(4)로 이동된다.
상기 냉매는 상기 증발기(4)에서 팽창된 후에 외부공기와 열교환이 이루어지면서 증발되어 기체 상태로 상변화가 이루어지고 상기 압축기(1)로 이동된다. 이 때 송풍팬(미도시)이 자동차 실내/외 공기를 도입하여 증발기(4)를 거쳐 자동차 실내로 송풍함으로써 송풍공기가 증발기(4)에서 액상냉매의 증발잠열로 냉각된 후 자동차 실내로 유입되면서 자동차 실내가 냉방된다.
상기 팽창밸브(3)는 교축작용을 통하여 액상의 냉매를 저온저압의 습포화 기체 상태로 변화시키는 것으로서, 개도량에 따라 냉매유량을 조절함과 아울러 상기 증발기(4) 출구의 냉매 과열도에 직접 영향을 주어 상기 압축기(1)에 유입되는 냉매를 과열증기 상태로 할 수도 있고 액냉매를 일부 포함하게도 할 수 있다.
상기 팽창밸브(3)는 냉동시스템이 최고의 능력을 발휘할 수 있도록 상기 증발기(4)의 열부하 변동에 따라 개도량 제어수단에 의하여 개도량이 적정하게 변화하여 냉매유량을 적정하게 조절하고 과열도를 일정하게 유지시키는 작용을 한다.
상기 난방시스템은 펌프와, 히터코어와, 엔진을 포함한다. 상기 엔진은 냉각수를 가열하고, 상기 히터코어는 상기 엔진에서 가열된 후 유입된 냉각수의 열을 주변 공기로 전달한다. 상기 히터코어에서 냉각수와의 열교환을 통해 가열된 주변 공기는 차량 실내로 공급되어 상기 차량 실내을 난방한다.
전자동 온도조절장치는 운전석 전방의 센터 패시아 패널에 장착된 콘트롤 패널로부터 수신한 공조조건을 이용하여 목표 증발기 온도를 산출한다. 또한 전자동 온도조절장치는 공조장치에 내장된 증발기센서로부터 수신한 증발기 온도와 상기 목표 증발기 온도를 비교하여 압축기를 제어한다.
일 예로 상기 증발기 온도가 상기 목표 증발기 온도보다 상기 압축기의 rpm(또는 duty)을 감소시키고, 증발기 온도가 목표 증발기 온도보다 높으면 압축기의 rpm(또는 duty)을 증가시킨다.
이와 같이 종래는 공조시스템 중 상기 공조장치는 냉매량이 부족하거나 냉매 리크를 확인하기 위해서는 냉매 리크가 전체 냉매의 90% 이상 리크된 이후에만 가능하였다.
이 경우 압축기 내부의 냉매가 과다하게 리크되면서 구성 부품의 파손으로 이어질 수 있는 문제점이 유발되었다.
따라서 압축기가 파손되기 이전에 리크 불량에 따른 사전 확인이 가능한 방법이 필요하게 되었다.
본 실시 예들은 압축기의 미세한 냉매량 차이도 정확하게 감지하여 상기 압축기가 냉매량 부족으로 인해 파손되기 이전에 점검이 가능한 차량용 공조시스템의 제어 방법 및 차량용 공조시스템의 제어 방법이 적용된 압축기를 제공하고자 한다.
본 발명의 제1 실시 예에 의한 차량용 공조시스템의 제어 방법은 차량 시동이 온(On)된 이후에 공조 시스템에 구비된 압축기의 냉매량 상태를 판단하기 위한 상태 측정이 이루어지는 제1 단계(ST10); 상기 제1 단계(ST10) 이후에 냉매량 판단 모드로 전환이 이루어지는 제2 단계(ST20); 상기 제2 단계(ST20) 이후에 제1 시간 동안 대기하는 제3 단계(ST30); 상기 제3 단계(ST30) 이후에 상기 공조 시스템에 구비된 증발기가 목표 증발기 온도(Evap T)를 만족하는지 판단하는 제4 단계(ST40); 및 상기 제4 단계(ST40) 이후에 기 설정된 외기 온도별 목표 편차 온도를 만족하는지 판단하는 제5 단계(ST50)를 포함하고, 상기 제4 단계 또는 상기 제5 단계를 통해 상기 압축기의 냉매량이 정상인지 여부를 판단한다.
상기 제1 단계(ST10)는 상기 차량의 외기 온도 상태를 검출하는 외기 온도 검출 단계(ST11); 상기 증발기의 온도 상태를 검출하는 증발기 온도 검출 단계(ST12); 상기 증발기 출구쪽에 위치된 덕트 내부의 온도 상태를 검출하는 덕트 내부 온도 검출 단계(ST13)를 더 포함한다.
상기 제1 단계(ST10)는 상기 압축기의 토출 압력을 검출하는 토출 압력 검출 단계(ST14)를 더 포함한다.
상기 제2 단계(ST20)는 상기 차량을 아이들(Idle) 상태로 유지하면서 상기 공조 시스템을 온(On) 상태로 유지하는 단계(ST21); 상기 공조 시스템이 외기 모드로 작동되는 외기 모드 작동 단계(ST22); 상기 공조 시스템이 최저 온도로 작동되는 단계(ST23); 상기 공조 시스템에 구비된 송풍 팬이 최대 풍량으로 작동되는 송풍 팬 작동 단계(S24)를 포함한다.
상기 제3 단계(ST30)의 제1 시간은 정상 상태의 냉매량으로 압축기의 작동이 안정화되는데 소요되는 시간에 해당된다.
상기 제4 단계(ST40)의 목표 증발기 온도(Evap T)는 상기 증발기가 외기와 열교환되면서 열평형이 이루어지는 온도인 것을 특징으로 한다.
상기 목표 증발기 온도(Evap T)는 외기 온도 보다 낮은 상태일 경우에 정상 냉매량으로 판단한다.
상기 제5 단계(ST50)는 증발기 출구쪽에 위치된 덕트 내부의 온도(Duct T)에서 상기 목표 증발기 온도(Evap T)를 제외한 온도값이 외기 온도별 목표 편차 온도 범위에서 유지될 경우 정상 냉매량으로 판단한다.
상기 제5 단계(ST50) 이후에 토출 압력이 외기 온도별 토출 압력 범위값을 만족하는지 판단하는 단계(ST60)를 더 포함한다.
상기 토출 압력이 외기 온도별 토출 압력 범위값을 만족하는지 판단하는 단계(ST60)는 제1 내지 제2 목표 토출 압력 범위에서 상기 토출 압력이 유지될 경우 정상 냉매량으로 판단한다.
상기 제4 내지 제5 단계(ST40, ST50)가 모두 만족할 경우 상기 압축기의 현재 냉매량을 정상 냉매량으로 판단한다.
전술한 제1 실시 예에 의한 차량용 공조시스템의 제어 방법이 적용된 기계식 압축기가 제공된다.
본 발명의 제2 실시 예에 의한 차량용 공조시스템의 제어 방법은 차량 시동이 온(On)된 이후에 공조 시스템에 구비된 압축기의 냉매량 상태를 판단하기 위한 상태 상태 측정이 이루어지는 제1 단계(ST100); 상기 제1 단계(ST100) 이후에 냉매량 판단 모드로 전환이 이루어지는 제2 단계(ST200); 상기 제2 단계(ST200) 이후에 제1 시간 동안 대기하는 제3 단계(ST300); 상기 제3 단계(ST30) 이후에 상기 공조 시스템에 구비된 증발기가 목표 증발기 온도(Evap T)를 만족하는지 판단하는 제4 단계(ST400); 상기 제4 단계(ST400) 이후에 기 설정된 외기 온도별 목표 편차 온도를 만족하는지 판단하는 제5 단계(ST500); 상기 제5 단계(ST500) 이후에 토출 압력이 외기 온도별 목표 토출 압력값을 만족하는지 판단하는 제6 단계(ST600); 및 상기 제6 단계(ST600) 이후에 압축기의 분당 회전수가 외기 온도별로 예상 분당 회전수 범위값을 만족하는지 판단하는 제 7단계(ST700)를 포함하고, 상기 제4 단계(ST400) 또는 상기 제5 단계(ST500) 또는 상기 제6 단계(ST600) 또는 상기 제7 단계(ST600)를 통해 상기 압축기의 냉매량이 정상인지 여부를 판단한다.
상기 제4 내지 제7 단계(ST400, ST500, ST600, ST700)가 모두 만족할 경우 상기 압축기의 현재 냉매량을 정상 냉매량으로 판단한다.
상기 제1 단계(ST100)는 상기 차량의 외기 온도 상태를 검출하는 외기 온도 검출 단계(ST110); 상기 증발기의 온도 상태를 검출하는 증발기 온도 검출 단계(ST120); 상기 증발기 출구쪽에 위치된 덕트 내부의 온도 상태를 검출하는 덕트 내부 온도 검출 단계(ST130); 상기 압축기의 토출 압력 상태를 검출하는 토출 압력 검출 단계(ST140); 상기 압축기의 분당 회전수 정보 상태가 검출되는 단계(ST150)를 더 포함한다.
상기 제 7단계(ST700)는 상기 압축기의 분당 회전수가 제1 내지 제2 예상 분당 회전수를 만족할 경우 정상 냉매량으로 판단한다.
전술한 제2 실시 예에 의한 차량용 공조시스템의 제어 방법이 적용된 기계식 압축기에 사용할 수 있다.
본 발명의 제3 실시 예는 압축기에 관한 것으로서, 상기 압축기는 냉매량이 정상 냉매량으로 유지되는지 감지하는 감지부(100); 상기 감지부(100)에서 감지한 정보를 입력 받아 저장이 이루어지는 메모리부(200); 상기 메모리부(200)와 연계되어 상기 공조 시스템을 냉매량 판단 모드로 전환하여 상기 압축기의 현재 냉매량이 정상 냉매량 또는 비정상 냉매량 중 어느 상태에 해당되는지 판단하기 위한 제어부(300); 및 상기 제어부(300)와 연계되어 압축기의 냉매량이 비정상 냉매량에 해당될 경우 이를 표시하기 위한 표시부(400)를 포함한다.
상기 감지부(100)는 상기 차량의 외기 온도를 감지하는 제1 감지부(110); 상기 증발기의 온도를 감지하는 제2 감지부(120); 증발기의 출구쪽에 위치된 덕트 내부의 온도를 감지하는 제3 감지부(130); 상기 압축기의 토출 압력을 감지하는 제4 감지부(140); 상기 압축기의 분당 회전수를 감지하는 제5 감지부(150);상기 차량의 외측 상대 습도를 감지하는 제6 감지부를 포함한다.
본 실시 예들은 압축기 냉매량을 정확하게 감지하여 고가의 압축기에서 파손 및 고장으로 이어지는 문제점을 사전에 예방할 수 있어 안전성이 향상된다.
본 실시 예들은 압축기의 냉매량을 판단할 때 다양한 측정 조건과 판단 조건을 통해 미세량의 냉매가 누설되는 경우에도 정확하게 판단할 수 있어 품질 안정화를 실시할 수 있다.
도 1은 종래의 공기조화 장치의 냉방시스템을 간략히 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 차량용 공조시스템의 제어 방법을 도시한 순서도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에서 제2 내지 제3 단계의 세부 구성을 도시한 순서도.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 차량용 공조시스템의 제어 방법을 도시한 순서도.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에서 제2 내지 제3 단계의 세부 구성을도시한 순서도.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 의한 압축기의 구성을 도시한 순서도.
본 개시물의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시물은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 개시물의 개시가 완전하도록 하며, 본 개시물이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시물의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시물은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)"이라고 지칭되는 것은, 다른 구성 요소와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 개시물을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)." 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다.
본 발명의 제1 실시 예에 의한 차량용 공조시스템의 제어 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 특히 본 실시 예는 압축기의 냉매량 상태를 정확하게 판단하고, 상기 냉매량 부족으로 인한 파손을 사전에 확인 가능한 로직을 제공하여 안정적인 공조시스템을 운영하고자 한다.
특히 본 실시 예는 압축기의 냉매량 상태가 전제 압축기 냉매량의 10% 이내의 조건에 해당되는 미세 냉매량 부족 상태 또는 그 이상의 냉매량 부족 상태일 경우에도 정확하게 판단할 수 있다. 따라서 압축기의 냉매량 부족으로 인한 고장 및 파손 예방을 사전에 안전하게 제어할 수 있다.
첨부된 도 2 내지 도 3을 참조하면, 차량 시동이 온(On)된 이후에 공조 시스템에 구비된 압축기의 냉매량 상태를 판단하기 위한 상태 측정이 이루어지는 제1 단계(ST10)와, 상기 제1 단계(ST10) 이후에 냉매량 판단 모드로 전환이 이루어지는 제2 단계(ST20)와, 상기 제2 단계(ST20) 이후에 제1 시간 동안 대기하는 제3 단계(ST30)와, 상기 제3 단계(ST30) 이후에 상기 공조 시스템에 구비된 증발기가 목표 증발기 온도(Evap T)를 만족하는지 판단하는 제4 단계(ST40) 및 상기 제4 단계(ST40) 이후에 기 설정된 외기 온도별 목표 편차 온도를 만족하는지 판단하는 제5 단계(ST50)를 포함하고, 상기 제4 단계(ST40) 또는 상기 제5 단계(ST50)를 통해 상기 압축기의 냉매량이 정상인지 여부를 판단한다.
본 실시 예는 압축기의 전체 냉매량을 100%으로 가정할 때, 누설로 인해 10% 이내의 미세한 상태의 냉매량이 부족한 경우에도 이를 감지하기 위해 차량 시동이 온(On)된 이후에 제1 단계(ST10)를 통해 공조 시스템에 대한 기본적인 상태측정이 이루어지게 되어 종래의 냉매량 부족 상태를 판단하는 기술 보다 정확성이 향상된다.
예를 들어 상기 제1 단계(ST10)는 차량 시동이 온(On)된 이후에 차량의 외기 온도 상태를 검출하는 외기 온도 검출 단계(ST11)와, 상기 증발기의 온도 상태를 검출하는 증발기 온도 검출 단계(ST12)와, 상기 증발기 출구쪽에 위치된 덕트 내부의 온도 상태를 검출하는 덕트 내부 온도 검출 단계(ST13)를 더 포함할 수 있다.
상기 차량의 외기 온도 검출(ST11)은 외기 온도에 따라 압축기가 정상 상태의 냉매량이 유지되는지 여부를 판단하는데 중요한 변수에 해당된다.
상기 증발기 온도 검출단계(ST12)는 증발기의 표면 온도를 검출하여 현재 증발기의 온도를 판단하는데 사용된다. 참고로 현재 상태는 공조 시스템을 구성하는 에어컨이 온(On) 되기 이전 상태에 해당된다.
또한 상기 증발기 출구쪽에 위치된 덕트 내부의 온도를 검출하는 덕트 내부 온도 검출 단계(ST13)를 더 포함한다.
상기 덕트는 증발기가 설치된 출구쪽에 설치되고, 상기 증발기를 경유하면서 열교환된 냉각 공기가 배출되는 위치에 해당되므로 상기 위치에서 온도를 검출할 경우 냉매량 부족으로 인한 상태를 정확하게 판단할 수 있는 데이터로 활용될 수 있어 정확성이 향상될 수 있다.
상기 제1 단계(ST10)는 상기 압축기의 토출 압력을 검출하는 토출 압력 검출 단계(ST14)를 더 포함한다. 상기 토출 압력은 압축기가 작동 정지된 경우에도 정압이 측정되고, 작동 이후에는 냉매 토출에 따른 고압의 토출 압력이 측정되므로 작동 전과 작동 이후에 따른 압력 차이로 인해 정확한 압력 값이 검출된다.
이와 같이 본 실시 예는 차량의 외기 온도와, 증발기 표면 온도와, 덕트 내부의 온도를 수치적으로 정확하게 검출하여 압축기의 냉매량 판단의 정확성을 높일 수 있다.
본 실시 예에 의한 제2 단계(ST20)는 전술한 제1 단계(ST10) 이후에 상기 차량을 아이들(Idle) 상태로 유지하면서 상기 공조 시스템을 온(On) 상태로 유지하는 단계(ST21)와, 상기 공조 시스템이 외기 모드로 작동되는 외기 모드 작동 단계(ST22)와, 상기 공조 시스템이 최저 온도로 작동되는 단계(ST23)를 포함한다.
상기 차량이 아이들 상태(ST20)가 유지되는 이유는 주행이 이루어지지 않는 상황에서 상기 차량에서 부하(Load) 발생이 가장 최소화되고 안정적인 상태가 유지될 수 있어 압축기의 냉매량을 정확하게 판단하기 위해서이다.
그리고 공조 시스템이 온(On) 상태로 전환되고(ST21) 압축기가 작동되면서 상기 공조 시스템은 외기 모드로 작동된다(ST22). 상기 공조 시스템이 외기 모드로 작동되는 이유는 차량 실내 공기 보다 외기를 도입할 경우 냉매량 부족으로 인한 압축기의 누설 유무를 보다 정확하게 판단할 수 있기 때문이다. 예를 들면 차량 실내가 외부 보다 상대적으로 저온 또는 고온 상태가 유지될 수 있으므로 차량 실내 공기 보다 외기를 공조 시스템으로 도입하여 증발기로 공급될 경우 보다 정확한 데이터를 획득할 수 있기 때문이다.
그리고 공조 시스템이 최저 온도로 자동으로 셋팅되어 작동되고(ST23) 상기 증발기를 향해 송풍 팬이 최대 풍량으로 작동이 이루어지면서 냉매량 판단이 실시된다(ST24).
상기 공조 시스템이 최저 온도로 셋팅되는 이유는 증발기의 온도 변화에 의한 기준치를 설정할 때 보다 정확한 데이터를 획득하기 위한 것으로 특정 온도로 셋팅하는 경우에 비해 최저 온도를 측정의 기준 온도로 할 경우 압축기의 냉매량 부족 상태를 정확하게 판단하는데 보다 유리하기 때문이다.
또한 송풍 팬이 최대 풍량으로 작동될 경우(ST24) 증발기의 작동성과 응답성이 빠르게 이루어지므로 압축기의 냉매량 부족을 정확하게 판단하는데 보다 유리할 수 있다.
본 실시 예는 전술한 제2 단계(ST20) 이후에 제3 단계(ST30)가 실시되고, 상기 제3 단계(ST30)는 제1 시간 동안 압축기가 작동되도록 유지한다.
상기 제1 시간은 일 예로 5분 또는 5분 이내의 시간일 수 있으며, 특별히 전술한 시간으로 한정하지 않고 변경될 수 있다. 상기 제1 시간은 압축기가 100%의 냉매량으로 정상 작동되는 경우에 안정화가 이루어지는 시간에 해당된다. 만약 압축기의 냉매량이 적게는 10% 내외 또는 많게는 50% 이상 부족할 경우 제1 시간이 경과된 이후에 작동 상태가 확연하게 차이가 생겨서 상대적인 비교가 용이하게 이루어질 수 있다.
본 실시 예는 보다 정확한 냉매량 판단을 위해 상대 습도 정보가 검출된다(ST16). 상기 상대 습도 정보가 검출되는 이유는 온도 정보와 함께 보다 정확한 결과값을 산출하기 위해 검출된다.
본 실시 예는 제3 단계(ST30) 이후에 제4 단계(ST40)에서 압축기의 냉매량 상태가 정상 또는 비정상 중의 어느 하나로 판단하는데 중요한 변수로 적용된다.
일 예로 제1 시간이 경과된 이후에 목표 증발기 온도(Evap T)는 증발기가 외기와 열교환되면서 열평형이 이루어지는 온도에 해당된다. 상기 목표 증발기 온도(Evap T)는 냉매량이 100%일 경우에서부터 N%에 이르는 구간에서 1% 또는 0.1% 단위로 수치적으로 세분화되어 세부적으로 로직화 되어 있으므로 압축기 냉매량이 100%일 경우에 목표 증발기 온도(Evap T)가 정확하게 산출된다.
또한 압축기의 냉매량이 100%가 아닌 80% 또는 70% 또는 50%인 경우에도 정확하게 잔여 냉매량을 정확하게 판단할 수 있어 정확성이 향상된다.
상기 목표 증발기 온도(Evap T)는 외기 온도에 따라 변화될 수 있으며 본 실시 예는 상기 외기 온도 또한 1도 또는 0.5도 또는 0.1도 단위로 수치적으로 세분화 시킨 후에 로직화 되어 있어 압축기의 냉매량을 정확하게 판단할 수 있다.
상기 목표 증발기 온도(Evap T)는 압축기 냉매량이 100%일 경우에 측정되는 온도이므로 상기 압축기의 냉매량이 부족할 경우 수치적으로 측정되는 온도 데이터가 변화하게 되므로 기 설정된 목표 증발기 온도(Evap T)와 상이하게 측정된다.
따라서 상기 제4 단계(ST40)는 목표 증발기 온도(Evap T)로 감지되는 데이터를 이용하여 현재 잔여 냉매량을 예측하는 것도 가능할 수 있다.
일 예로 상기 목표 증발기 온도(Evap T)는 외기 온도 보다 낮은 상태일 경우에 정상 냉매량으로 판단한다. 외기 온도가 30도 일 경우에 상기 목표 증발기 온도(Evap T)는 외기 온도 보다 낮을 수 밖에 없는데, 만약 외기 온도 보다 높을 경우에는 냉매량이 부족한 조건에 해당된다.
예를 들면 상기 제4 단계(ST40)는 아래의 수식으로 정의 될 수 있다.
Evap T≤ A
여기서 Evap T는 목표 증발기 온도를 의미하고, A는 외기 온도를 의미한다.
본 실시 예에 의한 제5 단계(ST50)는 증발기 출구쪽에 위치된 덕트 내부의 온도(Duct T)에서 상기 목표 증발기 온도(Evap T)를 제외한 온도값이 외기 온도별 목표 편차 온도 범위에서 유지될 경우 정상 냉매량으로 판단한다.
상기 덕트 내부의 온도(Duct T)는 압축기의 냉매량이 부족할 경우 증발기에서 상변화 하는 냉매량이 감소하게 되고 이에 따른 증발기의 흡열량 또한 감소하게 되어 압축기의 냉매량이 100%일 경우 보다 상대적으로 높은 온도 편차가 발생하게 된다.
특히 압축기에서 1% 또는 N%의 미세 냉매량이 부족한 경우에도 흡열량의 차이로 인해 감지되는 데이터의 차이가 발생되어 보다 정확한 판단이 이루어질 수 있다.
일 예로 냉매량이 100%일 때 무게는 550g으로 유지되고, 냉매량이 80%일 경우 우게는 440g으로 유지되므로 해당 냉매량에 따라 발열량도 상대적인 차이가 발생하게 된다.
본 실시 예는 상기 덕트 내부의 온도(Duct T)를 정상 적인 압축기의 냉매량인 100%와 비교함으로써 목표 증발기 온도(Evap T)에서 감지한 데이터와 함께 추가로 냉매량 상태를 판단할 수 있어 압축기의 현재 냉매량이 부족한 상태에 해당되는지 판단할 수 있다.
외기 온도별 목표 편차는 1도 단위 또는 0.1도 단위로 수치적으로 미리 세분화되어 로직화 되어 있기 때문에 상기 덕트 내부의 온도(Duct T)에서 상기 목표 증발기 온도(Evap T)를 제외한 온도 값과 비교할 때 외기 온도별 목표 편차온도에서 범위 이내에 해당될 경우 압축기의 냉매량을 정상 상태로 판단하고, 상이할 경우 냉매량이 부족한 비정상 상태에 해당되는 것으로 판단한다.
예를 들면 상기 제5 단계(ST50)는 아래의 수식으로 정의 될 수 있다.
0 ≤ Duct T - Evap T ≤ B
여기서 Duct T는 덕트 내부의 온도를 의미하고, Evap T는 목표 증발기 온도를 의미하며, B는 외기 온도별 목표 편차를 의미한다.
본 실시 예는 제5 단계(ST50) 이후에 토출 압력이 외기 온도별 목표 토출 압력 범위값을 만족하는지 판단하는 단계(ST60)를 더 포함할 수 있다. 상기 토출 압력이 외기 온도별 목표 토출 압력 범위값을 만족하는지 판단하는 단계(ST60)는 제1 내지 제2 목표 토출 압력 사이에서 상기 토출 압력이 유지될 경우 정상 냉매량으로 판단한다.
예를 들면 압축기가 35도의 외기온도에서 100% 냉매량으로 작동될 경우 토출 압력이 190psi ~ 200psi로 유지되므로 이를 수치적으로 셋팅하여 서로 비교할 경우 압축기의 냉매량 부족 여부를 판단할 수 있다.
C1 ≤ APT ≤ C2
여기서 APT는 토출 압력을 의미하고, C1, C2는 토출 압력 범위값을 의미한다. 일 예로 외기온도가 30도일 경우에 토출 압력이 180psi ~ 190psi로 유지되고, 외기온도가 25도일 경우에 토출 압력이 170psi ~ 180psi로 유지된다.
본 실시 예는 차량용 공조시스템의 제어 방법이 적용된 기계식 압축기에 적용하여 냉매량 부족 여부를 정확하게 판단할 수 있다.
또한 본 실시 예는 전술한 제4 내지 제6 단계(ST40, ST50, ST60)가 모두 만족할 경우 상기 압축기의 현재 냉매량을 정상 냉매량으로 판단(ST70)하게 되고, 상기 제4 단계(ST40) 또는 제6 단계(ST60) 중의 어느 한 단계가 만족되지 않을 경우 현재 압축기의 냉매량이 부족한 비정상 상태로 판단한다(ST80.
본 발명의 제2 실시 예에 의한 차량용 공조시스템의 제어 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 실시 예는 차량 시동이 온(On)된 이후에 공조 시스템에 구비된 압축기의 냉매량 상태를 판단하기 위한 상태 측정이 이루어지는 제1 단계(ST100)와, 상기 제1 단계(ST100) 이후에 냉매량 판단 모드로 전환이 이루어지는 제2 단계(ST200)와, 상기 제2 단계(ST200) 이후에 제1 시간 동안 대기하는 제3 단계(ST300)와, 상기 제3 단계(ST30) 이후에 상기 공조 시스템에 구비된 증발기가 목표 증발기 온도(Evap T)를 만족하는지 판단하는 제4 단계(ST400)와, 상기 제4 단계(ST400) 이후에 기 설정된 외기 온도별 목표 편차 온도를 만족하는지 판단하는 제5 단계(ST500)와, 상기 제5 단계(ST500) 이후에 토출 압력이 외기 온도별 목표 토출 압력값을 만족하는지 판단하는 제6 단계(ST600) 및 상기 제6 단계(ST600) 이후에 압축기의 분당 회전수가 외기 온도별로 예상 분당 회전수 범위값을 만족하는지 판단하는 제 7단계(ST700)를 포함하고, 상기 제4 단계(ST400) 또는 상기 제5 단계(ST500) 또는 상기 제6 단계(ST600) 또는 상기 제7 단계(ST700)를 통해 상기 압축기의 냉매량이 정상인지 여부를 판단한다.
예를 들어 상기 제1 단계(ST100)는 차량 시동이 온(On)된 이후에 차량의 외기 온도 상태를 검출하는 외기 온도 검출 단계(ST110)와, 상기 증발기의 온도 상태를 검출하는 증발기 온도 검출 단계(ST120)와, 상기 증발기 출구쪽에 위치된 덕트 내부의 온도 상태를 검출하는 덕트 내부 온도 검출 단계(ST130)와, 상기 압축기의 토출 압력 상태를 검출하는 토출 압력 검출 단계(ST140)와, 상기 압축기의 분당 회전수 정보가 검출되는 단계(ST150)를 더 포함한다.
상기 차량의 외기 온도 검출(ST110)은 외기 온도에 따라 압축기가 정상 상태의 냉매량이 유지되는지 여부를 판단하는데 중요한 변수에 해당된다.
상기 증발기 온도 검출단계(ST120)는 증발기의 표면 온도를 검출하여 현재 증발기의 온도를 판단하는데 사용된다. 참고로 현재 상태는 공조 시스템을 구성하는 에어컨이 온(On) 되기 이전 상태에 해당된다.
또한 상기 증발기 출구쪽에 위치된 덕트 내부의 온도를 검출하는 덕트 내부 온도 검출 단계(ST130)를 더 포함한다.
상기 덕트는 증발기가 설치된 출구쪽에 설치되고, 상기 증발기를 경유하면서 열교환된 냉각 공기가 배출되는 위치에 해당되므로 상기 위치에서 온도를 검출할 경우 냉매량 부족으로 인한 상태를 정확하게 판단할 수 있는 데이터로 활용될 수 있어 정확성이 향상될 수 있다.
상기 토출 압력은 압축기가 작동 정지된 경우에도 정압이 측정되고, 작동 이후에는 냉매 토출에 따른 고압의 토출 압력이 측정되므로 작동 전과 작동 이후에 따른 압력 차이로 인해 정확한 압력 값이 검출된다(ST140).
본 실시 예는 보다 정확한 냉매량 판단을 위해 상대 습도 정보가 검출된다(ST160). 상기 상대 습도 정보가 검출되는 이유는 온도 정보와 함께 보다 정확한 결과값을 산출하기 위해 검출된다.
이와 같이 본 실시 예는 차량의 외기 온도와, 증발기 표면 온도와, 덕트 내부 온도와, 압축기의 토출 압력과 압축기의 분당 회전수 정보 및 상대습도 정보를 수치적으로 정확하게 검출하여 압축기의 냉매량 판단의 정확성을 높일 수 있다.
본 실시 예에 의한 제2 단계(ST200)는 전술한 제1 단계(ST100) 이후에 상기 차량을 아이들(Idle) 상태로 유지하면서 상기 공조 시스템을 온(On) 상태로 유지하는 단계(ST210)와, 상기 공조 시스템이 외기 모드로 작동되는 외기 모드 작동 단계(ST220)와, 상기 공조 시스템이 최저 온도로 작동되는 단계(ST230)를 포함한다.
상기 차량이 아이들 상태(ST200)가 유지되는 이유는 상기 차량에서 부하(Load) 발생이 가장 최소화되고 안정적인 상태에서 압축기의 냉매량을 정확하게 판단하기 위해서이다.
그리고 공조 시스템이 온(On) 상태로 전환되고(ST210) 압축기가 작동되면서 상기 공조 시스템은 외기 모드로 작동된다(ST220). 상기 공조 시스템이 외기 모드로 작동되는 이유는 차량 실내 공기 보다 외기를 도입할 경우 냉매량 부족으로 인한 압축기의 누설 유무를 보다 정확하게 판단할 수 있기 때문이다.
예를 들면 차량 실내가 외부 보다 상대적으로 저온 또는 고온 상태가 유지될 수 있으므로 차량 실내 공기 보다 외기를 공조 시스템으로 도입하여 증발기로 공급될 경우 보다 정확한 데이터를 획득할 수 있기 때문이다.
그리고 공조 시스템이 최저 온도로 자동으로 셋팅되어 작동되고(ST230) 상기 증발기를 향해 송풍 팬이 최대 풍량으로 작동이 이루어지면서 냉매량 판단이 실시된다.
상기 공조 시스템이 최저 온도로 셋팅되는 이유는 증발기의 온도 변화에 의한 기준치를 설정할 때 보다 정확한 데이터를 획득하기 위한 것으로 특정 온도로 셋팅하는 경우에 비해 최저 온도를 측정의 기준 온도로 할 경우 압축기의 냉매량 부족 상태를 정확하게 판단하는데 보다 유리하기 때문이다.
또한 송풍 팬이 최대 풍량으로 작동될 경우(ST240) 증발기의 작동성과 응답성이 빠르게 이루어지므로 압축기의 냉매량 부족을 정확하게 판단하는데 보다 유리할 수 있다.
본 실시 예는 전술한 제2 단계(ST200) 이후에 제3 단계(ST30)가 실시되고, 상기 제3 단계(ST30)는 제1 시간 동안 압축기가 작동되도록 유지한다.
상기 제1 시간은 일 예로 5분 또는 5분 이내의 시간일 수 있으며, 특별히 전술한 시간으로 한정하지 않고 변경될 수 있다. 상기 제1 시간은 압축기가 100%의 냉매량으로 정상 작동되는 경우에 안정화가 이루어지는 시간에 해당된다. 만약 압축기의 냉매량이 적게는 10% 내외 또는 많게는 50% 이상 부족할 경우 제1 시간이 경과된 이후에 작동 상태가 확연하게 차이가 생겨서 상대적인 비교가 용이하게 이루어질 수 있다.
본 실시 예는 제3 단계(ST300) 이후에 제4 단계(ST400)에서 압축기의 냉매량 상태가 정상 또는 비정상 중의 어느 하나로 판단하는데 중요한 변수로 적용된다.
일 예로 제1 시간이 경과된 이후에 목표 증발기 온도(Evap T)는 증발기가 외기와 열교환되면서 열평형이 이루어지는 온도에 해당된다. 상기 목표 증발기 온도(Evap T)는 냉매량이 100%일 경우에서부터 0%에 이르는 구간에서 1% 또는 0.1% 단위로 수치적으로 세분화되어 세부적으로 로직화 되어 있으므로 압축기 냉매량이 100%일 경우에 목표 증발기 온도(Evap T)가 정확하게 산출된다.
또한 압축기의 냉매량이 100%가 아닌 80% 또는 70%일 경우에 해당되는 경우에도 정확하게 잔여 냉매량을 정확하게 판단할 수 있어 정확성이 향상된다.
상기 목표 증발기 온도(Evap T)는 외기 온도에 따라 변화될 수 있으며 본 실시 예는 상기 외기 온도 또한 1도 또는 0.5도 또는 0.1도 단위로 수치적으로 세분화 시킨 후에 로직화 되어 있어 압축기의 냉매량을 정확하게 판단할 수 있다.
상기 목표 증발기 온도(Evap T)는 압축기 냉매량이 100%일 경우에 측정되는 온도이므로 상기 압축기의 냉매량이 부족할 경우 수치적으로 측정되는 온도 데이터가 변화하게 되므로 기 설정된 목표 증발기 온도(Evap T)와 상이하게 측정된다.
따라서 상기 제4 단계(ST400)는 목표 증발기 온도(Evap T)로 감지되는 데이터를 이용하여 현재 잔여 냉매량을 예측하는 것도 가능할 수 있다.
일 예로 상기 목표 증발기 온도(Evap T)는 외기 온도 보다 낮은 상태일 경우에 정상 냉매량으로 판단한다. 외기 온도가 30도 일 경우에 상기 목표 증발기 온도(Evap T)는 외기 온도 보다 낮을 수 밖에 없는데, 만약 외기 온도 보다 높을 경우에는 냉매량이 부족한 조건에 해당된다.
예를 들면 상기 제4 단계(ST400)는 아래의 수식으로 정의 될 수 있다.
Evap T≤ A
여기서 Evap T는 목표 증발기 온도를 의미하고, A는 외기 온도를 의미한다.
본 실시 예에 의한 제5 단계(ST500)는 증발기 출구쪽에 위치된 덕트 내부의 온도(Duct T)에서 상기 목표 증발기 온도(Evap T)를 제외한 값이 외기 온도별 목표 편차 보다 작은 범위에서 유지될 경우 정상 냉매량으로 판단한다.
상기 덕트 내부의 온도(Duct T)는 압축기의 냉매량이 부족할 경우 증발기에서 상변화 하는 냉매량이 감소하게 되고 이에 따른 증발기의 흡열량 또한 감소하게 되어 압축기의 냉매량이 100%일 경우 보다 상대적으로 높은 온도 편차가 발생하게 된다.
특히 압축기에서 1% 또는 N%의 미세 냉매량이 부족한 경우에도 흡열량의 차이로 인해 감지되는 데이터의 차이가 발생되어 보다 정확한 판단이 이루어질 수 있다.
본 실시 예는 상기 덕트 내부의 온도(Duct T)를 정상 적인 압축기의 냉매량인 100%와 비교함으로써 목표 증발기 온도(Evap T)에서 감지한 데이터와 함께 추가로 냉매량 상태를 판단할 수 있어 압축기의 현재 냉매량이 부족한 상태에 해당되는지 판단할 수 있다.
외기 온도별 목표 편차는 1도 단위 또는 0.1도 단위로 수치적으로 미리 세분화되어 로직화 되어 있기 때문에 상기 덕트 내부의 온도(Duct T)에서 상기 목표 증발기 온도(Evap T)를 제외한 값과 비교할 때 외기 온도별 목표 편차온도에서 범위 이내에 해당될 경우 압축기의 냉매량을 정상 상태로 판단하고, 상이할 경우 냉매량이 부족한 비정상 상태에 해당되는 것으로 판단한다.
예를 들면 상기 제5 단계(ST50)는 아래의 수식으로 정의 될 수 있다.
0 ≤ Duct T - Evap T ≤ B
여기서 Duct T는 덕트 내부의 온도를 의미하고, Evap T는 목표 증발기 온도를 의미하며, B는 외기 온도별 목표 편차를 의미한다.
상기 토출 압력이 외기 온도 범위값을 만족하는지 판단하는 단계(ST600)는 제1 내지 제2 목표 토출 압력 사이에서 상기 토출 압력이 유지될 경우 정상 냉매량으로 판단한다.
예를 들면 압축기가 30도의 외기오도에서 100% 냉매량으로 작동될 경우 다양한 외기 온도에 따라 토출 압력이 특정 압력으로 유지되므로 이를 수치적으로 셋팅하여 서로 비교할 경우 압축기의 냉매량 부족 여부를 판단할 수 있다.
C1 ≤ APT ≤ C2
여기서 APT는 토출 압력을 의미하고, C1, C2는 토출 압력 범위값을 의미한다.
상기 제 7단계(ST700)는 상기 압축기의 분당 회전수가 제1 내지 제2 예상 분당 회전수를 만족할 경우 정상 냉매량 조건에 해당되는 것으로 판단하며, 이를 수치적으로 셋팅하여 서로 비교할 경우 압축기의 냉매량 부족 여부를 판단할 수 있다.
D1 ≤ RPM ≤ D2
여기서 RPM은 압축기의 분당 회전수를 의미하고, D1, D2는 예상 분당 회전수를 의미한다.
본 실시 예는 상기 제4 내지 제7 단계(ST400, ST500, ST600, ST700)가 모두 만족할 경우 상기 압축기의 현재 냉매량을 정상으로 판단하고(ST800), 어느 하나의 단계를 만족하지 못할 경우 현재 압축기의 냉매량이 부족한 비정상 상태로 판단(ST900)하게 되므로 기존과 다르게 압축기의 냉매량 변화에 따른 감지 성능이 향상될 수 있고 이로 인해 고가의 압축기 파손을 사전에 방지할 수 있다.
본 실시 예는 전술한 차량용 공조시스템의 제어 방법을 전동 압축기에 적용시켜 사용할 수 있어 고가의 전동 압축기에 대한 안정성을 향상시키고, 냉매량에 대한 모니터링을 실시할 수 있다.
본 발명의 제3 실시 예에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 6을 참조하면, 본 실시 예는 차량의 공조 시스템에 구비된 압축기의 냉매량이 정상 냉매량으로 유지되는지 감지하는 감지부(100)와, 상기 감지부(100)에서 감지한 정보를 입력 받아 저장이 이루어지는 메모리부(200)와, 상기 메모리부(200)와 연계되어 상기 공조 시스템을 냉매량 판단 모드로 전환하여 상기 압축기의 현재 냉매량이 정상 냉매량 또는 비정상 냉매량 중 어느 상태에 해당되는지 판단하기 위한 제어부(300) 및 상기 제어부(300)와 연계되어 압축기의 냉매량이 비정상 냉매량에 해당될 경우 이를 표시하기 위한 표시부(400)를 포함하는 차량용 압축기를 제공한다.
상기 감지부(100)는 상기 차량의 외기 온도를 감지하는 제1 감지부(110)와, 상기 증발기의 온도를 감지하는 제2 감지부(120)와, 상기 증발기의 출구쪽에 위치된 덕트 내부의 온도를 감지하는 제3 감지부(130)와, 상기 압축기의 토출 압력을 감지하는 제4 감지부(140)와, 상기 압축기의 분당 회전수를 감지하는 제5 감지부(150)와, 상기 차량의 외측 상대 습도를 감지하는 제6 감지부(160)를 포함한다.
상기 제1 내지 제6 감지부(110, 120, 130, 140, 150, 160)가 감지한 정보는 메모리부(200)에 우선 저장 및 기록된 이후에 상기 제어부(300)로 전달되어 기 설정된 설정값과 비교하여 냉매량의 부족 여부를 판단하게 된다.
특히 본 실시 예는 제어부(300)가 압축기의 냉매량 부족 상태를 판단할 때 보다 정확한 판단을 위해 상기 제6 감지부(160)가 감지한 상대습도 정보가 입력됨으로써 상기 제1 감지부(110)가 감지한 온도 정보와 함께 현재 압축기의 냉매량의 정상 또는 비정상 여부를 정확하게 판단할 수 있다.
상기 제어부(300)는 앞서 설명한 제1 내지 제2 실시 예에서와 같이 감지부(100)를 통해 입력된 정보 및 제2 내지 제7 단계에서 설명한 방식으로 압축기의 냉매량의 부족 여부를 정확하게 판단한 후에 상기 압축기의 냉매량이 비정상일 경우에만 표시부(400)를 통해 에어 표시가 발생되도록 제어한다.
상기 표시부(400)는 다양하게 변경될 수 있으며 운전자에게 알림을 발생하거나 별도의 스캐너를 이용하여 스캐닝을 실시할 때에만 정비 단계에서만 알림이 발생되도록 할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
본 실시 예들은 차량용 압축기에 적용되어 사용될 수 있으며 압축기의 냉매량의 변화를 정확하게 감지 할 수 있다.

Claims (19)

  1. 차량 시동이 온(On)된 이후에 공조 시스템에 구비된 압축기의 냉매량 상태를 판단하기 위한 상태 측정이 이루어지는 제1 단계;
    상기 제1 단계 이후에 냉매량 판단 모드로 전환이 이루어지는 제2 단계;
    상기 제2 단계 이후에 제1 시간 동안 대기하는 제3 단계;
    상기 제3 단계 이후에 상기 공조 시스템에 구비된 증발기가 목표 증발기 온도(Evap T)를 만족하는지 판단하는 제4 단계; 및
    상기 제4 단계 이후에 기 설정된 외기 온도별 목표 편차 온도를 만족하는지 판단하는 제5 단계를 포함하고, 상기 제4 단계 또는 상기 제5 단계를 통해 상기 압축기의 냉매량이 정상인지 여부를 판단하는 차량용 공조시스템의 제어 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 단계는 상기 차량의 외기 온도 상태를 검출하는 외기 온도 검출 단계;
    상기 증발기의 온도 상태를 검출하는 증발기 온도 검출 단계;
    상기 증발기 출구쪽에 위치된 덕트 내부의 온도 상태를 검출하는 덕트 내부 온도 검출 단계를 더 포함하는 차량용 공조시스템의 제어 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 단계는 상기 압축기의 토출 압력을 검출하는 토출 압력 검출 단계를 더 포함하는 차량용 공조시스템의 제어 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 단계는 상기 차량을 아이들(Idle) 상태로 유지하면서 상기 공조 시스템을 온(On) 상태로 유지하는 단계;
    상기 공조 시스템이 외기 모드로 작동되는 외기 모드 작동 단계;
    상기 공조 시스템이 최저 온도로 작동되는 단계;
    상기 공조 시스템에 구비된 송풍 팬이 최대 풍량으로 작동되는 송풍 팬 작동 단계를 포함하는 차량용 공조시스템의 제어 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 단계의 제1 시간은 정상 상태의 냉매량으로 압축기의 작동이 안정화되는데 소요되는 시간에 해당되는 차량용 공조시스템의 제어 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제4 단계의 목표 증발기 온도(Evap T)는 상기 증발기가 외기와 열교환되면서 열평형이 이루어지는 온도인 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템의 제어 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 목표 증발기 온도(Evap T)는 외기 온도 보다 낮은 상태일 경우에 정상 냉매량으로 판단하는 차량용 공조시스템의 제어 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제5 단계는 증발기 출구쪽에 위치된 덕트 내부의 온도(Duct T)에서 상기 목표 증발기 온도(Evap T)를 제외한 온도값이 외기 온도별 목표 편차 온도 범위에서 유지될 경우 정상 냉매량으로 판단하는 차량용 공조시스템의 제어 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제5 단계 이후에 토출 압력이 외기 온도별 토출 압력 범위값을 만족하는지 판단하는 단계를 더 포함하는 차량용 공조시스템의 제어 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 토출 압력이 외기 온도별 토출 압력 범위값을 만족하는지 판단하는 단계는 제1 내지 제2 목표 토출 압력 범위에서 상기 토출 압력이 유지될 경우 정상 냉매량으로 판단하는 차량용 공조시스템의 제어 방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제4 내지 제5 단계가 모두 만족할 경우 상기 압축기의 현재 냉매량을 정상 냉매량으로 판단하는 차량용 공조시스템의 제어 방법.
  12. 제1 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 차량용 공조시스템의 제어 방법이 적용된 기계식 압축기.
  13. 차량 시동이 온(On)된 이후에 공조 시스템에 구비된 압축기의 냉매량 상태를 판단하기 위한 상태 상태 측정이 이루어지는 제1 단계;
    상기 제1 단계 이후에 냉매량 판단 모드로 전환이 이루어지는 제2 단계;
    상기 제2 단계 이후에 제1 시간 동안 대기하는 제3 단계;
    상기 제3 단계 이후에 상기 공조 시스템에 구비된 증발기가 목표 증발기 온도(Evap T)를 만족하는지 판단하는 제4 단계;
    상기 제4 단계 이후에 기 설정된 외기 온도별 목표 편차 온도를 만족하는지 판단하는 제5 단계;
    상기 제5 단계 이후에 토출 압력이 외기 온도별 목표 토출 압력값을 만족하는지 판단하는 제6 단계; 및
    상기 제6 단계 이후에 압축기의 분당 회전수가 외기 온도별로 예상 분당 회전수 범위값을 만족하는지 판단하는 제 7단계를 포함하고, 상기 제4 단계 또는 상기 제5 단계 또는 상기 제6 단계 또는 상기 제7 단계를 통해 상기 압축기의 냉매량이 정상인지 여부를 판단하는 차량용 공조시스템의 제어 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제4 내지 제7 단계가 모두 만족할 경우 상기 압축기의 현재 냉매량을 정상 냉매량으로 판단하는 차량용 공조시스템의 제어 방법.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 단계는 상기 차량의 외기 온도 상태를 검출하는 외기 온도 검출 단계(ST110);
    상기 증발기의 온도 상태를 검출하는 증발기 온도 검출 단계;
    상기 증발기 출구쪽에 위치된 덕트 내부의 온도 상태를 검출하는 덕트 내부 온도 검출 단계;
    상기 압축기의 토출 압력 상태를 검출하는 토출 압력 검출 단계;
    상기 압축기의 분당 회전수 정보 상태가 검출되는 단계를 더 포함하는 차량용 공조시스템의 제어 방법.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 제 7단계는 상기 압축기의 분당 회전수가 제1 내지 제2 예상 분당 회전수를 만족할 경우 정상 냉매량으로 판단하는 차량용 공조시스템의 제어 방법.
  17. 제13 항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 차량용 공조시스템의 제어 방법이 적용된 전동식 압축기.
  18. 차량의 공조 시스템에 구비된 압축기의 냉매량이 정상 냉매량으로 유지되는지 감지하는 감지부;
    상기 감지부에서 감지한 정보를 입력 받아 저장이 이루어지는 메모리부;
    상기 메모리부와 연계되어 상기 공조 시스템을 냉매량 판단 모드로 전환하여 상기 압축기의 현재 냉매량이 정상 냉매량 또는 비정상 냉매량 중 어느 상태에 해당되는지 판단하기 위한 제어부; 및
    상기 제어부와 연계되어 압축기의 냉매량이 비정상 냉매량에 해당될 경우 이를 표시하기 위한 표시부를 포함하는 차량용 압축기.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 차량의 외기 온도를 감지하는 제1 감지부;
    증발기의 온도를 감지하는 제2 감지부;
    상기 증발기의 출구쪽에 위치된 덕트 내부의 온도를 감지하는 제3 감지부;
    상기 압축기의 토출 압력을 감지하는 제4 감지부;
    상기 압축기의 분당 회전수를 감지하는 제5 감지부;
    상기 차량의 외측 상대 습도를 감지하는 제6 감지부를 포함하는 차량용 압축기.
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