KR20090071201A - Calculating method of expected torque for air conditioner of vehicle - Google Patents

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Abstract

A method for calculating the estimated torque of an air conditioner for a car is provided to calculate the estimated torque to be closer to the actual torque by calculating the estimated torque in consideration of the influence that RPM has an effect on the resonator torque computation. A method for calculating the estimated torque of an air conditioner for a car comprises: a step of calculating the torque to be generated by the drive of a compressor and reflecting the estimated torque; a step of classifying one cycle, from the beginning of the drive of the compressor to the finishing, into several sections according to the compressor torque variation rate; a step of calculating the estimated torque in the other operation expression according to each section; and a step of calculating the estimated torque on the driving by reflecting RPM of the car and car speed. The RPM of the car multiply VS FACTOR according to RPM FACTOR and the car speed relative to the RPM in order to reflect. The RPM FACTOR is a value of 0.3 ~ 0.9 if the car RPM is 1000~4000. The VS FACTOR is the value of 0.8~0.9 if the car speed is 5Km/h~60Km/h.

Description

차량용 공조장치의 예상토크 산출방법 { Calculating method of expected torque for air conditioner of vehicle }Calculating method of expected torque for air conditioner of vehicle}

본 발명은 자동차 공조장치의 압축기 구동에 의해 발생 될 토크를 산출하여, 상기 산출된 예상토크를 반영하여 엔진의 출력을 조절하는 자동차용 공조장치의 예상토크 산출방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of calculating an estimated torque of an automotive air conditioner that calculates a torque to be generated by driving a compressor of an automobile air conditioner and adjusts the output of the engine by reflecting the estimated torque.

자동차에는 실내의 냉난방을 위한 공조장치가 설치되는데, 이러한 공조장치에서 냉방시스템의 구성으로서 증발기로부터 인입된 저온저압의 기상 냉매를 고온고압의 기상 냉매로 압축시켜 응축기로 보내는 압축기로서는 일반적으로 사판식 압축기가 적용되고 있다.An air conditioner is installed in a car for cooling and cooling indoors. In such an air conditioner, a swash plate type compressor is a compressor configured to compress a low-temperature low-pressure gaseous refrigerant drawn from an evaporator into a high-temperature high-pressure gaseous refrigerant to a condenser. Is being applied.

사판식 압축기는 공조장치 스위치의 온/오프에 따라 구동되는데, 압축기가 구동되면 증발기의 온도가 하강 되고, 압축기가 정지되면 증발기의 온도가 상승 된다.The swash plate compressor is driven according to the on / off of the air conditioner switch. When the compressor is driven, the temperature of the evaporator is lowered, and when the compressor is stopped, the temperature of the evaporator is increased.

한편, 이러한 사판식 압축기로는 고정 용량형 타입과 가변 용량형 타입이 있다. 이들 압축기는 자동차 엔진의 회전력으로부터 동력을 전달받아 구동되는데, 상기 고정용량형 타입에는 전자 클러치가 구비되어 상기 압축기의 구동을 제어한다. 그러나 상기 전자클러치가 구비된 경우, 압축기의 구동시 또는 정지시 차량의 RPM이 유동하여 안정적인 차량운행을 방해하는 문제점이 있었다.On the other hand, such swash plate type compressors include a fixed displacement type and a variable displacement type. These compressors are driven by receiving power from the rotational force of an automobile engine. The fixed displacement type electronic clutch is provided to control the driving of the compressor. However, when the electronic clutch is provided, there is a problem in that the RPM of the vehicle flows when the compressor is driven or stopped, thereby preventing stable vehicle operation.

따라서, 최근에는 클러치가 구비되지 않고, 상기 엔진의 구동과 함께 항상 사판이 회전하되, 상기 사판의 경사각을 변화시켜 토출 용량을 변화시킬 수 있는 가변 용량형 타입을 주로 사용하고 있다.Therefore, in recent years, a clutch is not provided, and a swash plate is always rotated with the driving of the engine, but a variable capacitance type that can change the discharge capacity by changing the inclination angle of the swash plate is mainly used.

이러한, 가변 용량형 사판식 압축기는 일반적으로 냉매 토출량의 조절을 위하여 사판의 경사각 조절을 위한 압력조절밸브를 사용하고 있는데 최근에는 전기적 제어에 의해 구동이 제어되는 사판 경사 조절 밸브(이하 'ECV'라 한다)가 사용되고 있다.Such a variable displacement swash plate compressor generally uses a pressure regulating valve for adjusting the inclination angle of the swash plate to adjust the amount of refrigerant discharge. Recently, a swash plate inclination control valve (hereinafter referred to as 'ECV') is driven by electrical control. Is used.

따라서, ECV가 채용된 가변 용량형 사판식 압축기의 경우 ECV의 듀티(Duty) 또는 인가 전류치에 의해 사판의 기울기가 변화하게 되며, 사판의 기울기에 따라 압축기의 냉매 토출량이 결정된다.Therefore, in the case of a variable displacement swash plate type compressor employing ECV, the inclination of the swash plate is changed by the duty or the applied current value of the ECV, and the refrigerant discharge amount of the compressor is determined by the inclination of the swash plate.

결과적으로 ECV의 듀티 또는 인가 전류치에 따라 증발기로 공급되는 냉매량이 달라지게 되며, 이는 ECV의 듀티가 증발기 온도를 결정하는 주요 인자임을 의미한다(이하 압축기의 구동이라 하면, 상기 ECV 듀티가 0 이상으로 냉매가 토출되는 경우를 의미한다).As a result, the amount of refrigerant supplied to the evaporator varies according to the duty of the ECV or the applied current value, which means that the duty of the ECV is a main factor in determining the evaporator temperature. Means when the refrigerant is discharged).

상기한 ECV의 듀티는 전체 시간 중에 ECV가 온 되어 있는 시간을 백분율로 나타낸 값이다. The duty of the ECV is a value representing the time that the ECV is on in the total time as a percentage.

따라서, 듀티가 높은 경우 압축기의 냉매 토출이 증가하며, 낮은 경우는 감소하게 된다.Therefore, the refrigerant discharge of the compressor increases when the duty is high, and decreases when the duty is low.

한편, 상기 압축기 외에 자동차 공조장치를 구성하는 냉각팬 역시 자동차의 배터리에 의해 구동되며 냉각팬 역시 부하변동이 발생되는 바, 엔진 RPM 유동에 영향을 미친다. 이러한 압축기와 냉각팬은 항상 구동하는 것은 아니고 차량의 공조장치 구동 여부에 따라 선택적 그리고 반복적으로 구동된다. Meanwhile, in addition to the compressor, the cooling fan constituting the vehicle air conditioner is also driven by the battery of the vehicle, and the cooling fan also affects the engine RPM flow due to load fluctuations. These compressors and cooling fans are not always driven, but are selectively and repeatedly driven depending on whether the vehicle air conditioner is driven.

따라서, 상기 압축기 등의 구동이 반복되는 경우, 차량의 RPM이 변화되어, 원활한 주행을 방해한다. 따라서, 상기 공조장치의 구동시 발생되는 토크를 차량의 엔진 제어 시스템(이하 'EMS'라 한다)이 고려하여 엔진의 출력을 조절한다.Therefore, when the driving of the compressor or the like is repeated, the RPM of the vehicle is changed to prevent smooth running. Therefore, the engine generated by the engine control system (hereinafter referred to as 'EMS') of the torque generated when the air conditioner is driven to adjust the output of the engine.

이때, 상기 공조장치의 토크를 엔진의 출력 산정에 반영하는 방식은 1) EMS에서 압축기의 소요토크를 고려하여 일정량 RPM을 증가시키는 방법과, 2) 실제 압축기에 발생되는 실토크를 측정하여 이를 상기 EMS에 전송하고 상기 EMS 가 이를 고려하여 엔진의 출력량을 산출하는 방법, 그리고 3) 압축기에 발생 될 것으로 예측되는 토크를 예상토크를 산출하여 이를 상기 EMS가 고려하여 엔진의 출력을 산출하는 방법이 있다.At this time, the method of reflecting the torque of the air conditioner in the output calculation of the engine is 1) a method of increasing the predetermined amount RPM in consideration of the required torque of the compressor in the EMS, and 2) measuring the actual torque generated in the actual compressor and the 3) a method of calculating an engine output amount by transmitting to the EMS and considering the EMS, and 3) calculating an estimated torque of the torque expected to be generated by the compressor and calculating the engine output by considering the torque. .

그러나, 실토크를 측정하는 방법은, 측정된 실토크의 전송시간 및 이를 고려한 엔진출력의 연산 및 제어 시간에 의해 토크 발생시점과 보정된 엔진의 출력 시점 간에 시간 차가 발생하므로, 상기 지연된 시간동안 언더슛(Under shoot)현상(목표로 하는 RPM보다 실제 RPM이 낮아지는 현상)이 발생하는 문제점이 있었다. 이때, 언더슛은 자칫 차량의 시동이 꺼질 수 있는 큰 문제가 있다.However, in the method for measuring the actual torque, a time difference occurs between the time of torque generation and the output time of the corrected engine by the measured transmission time of the actual torque and the calculation and control time of the engine output in consideration of the actual torque. There was a problem that the shoot (under shoot) phenomenon (the actual RPM lower than the target RPM) occurs. At this time, there is a big problem that undershooting can be turned off.

따라서, 최근에는 예상토크를 산출하는 방식이 사용되고 있으나, 현재 사용되는 예상토크 적용 방식은, 압축기 또는 냉각팬의 구동시에 발생되는 최대 토크값 을 일정 시간동안 일률적으로 상기 EMS가 고려하여 엔진의 출력을 높이는 방식이 사용되고 있다. 그러나 이 경우, 오버슛(Over shoot) 현상(목표로 하는 RPM보다 실제 RPM이 높아지는 현상)이 발생하고, 상기 오버슛에 의해 불필요한 RPM 증가가 발생하는 문제점이 있었다.Therefore, in recent years, the method of calculating the expected torque has been used, but the current torque application method is used, the EMS by considering the maximum torque value generated during the operation of the compressor or cooling fan uniformly for a predetermined time to output the engine output The raising method is used. In this case, however, an overshoot phenomenon (a phenomenon in which the actual RPM becomes higher than the target RPM) occurs, and an unnecessary RPM increase occurs due to the overshoot.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 현재 차량의 RPM 및 차속을 고려하여 주행 중 예상토크를 산출하는 차량용 공조장치의 예상토크 산출방법을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to provide an estimated torque calculation method of the vehicle air conditioner for calculating the estimated torque while driving in consideration of the current vehicle RPM and vehicle speed. will be.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 상기 예상토크를 압축기의 구동시부터 정지시까지 하나의 주기를 압축기 토크 변화율에 따라 다수개의 구간으로 구분하여 각 구간별로 다른 연산식에 의해 산출하고: 상기 예상토크는, 현재 차량의 RPM을 반영하여 산출한다.According to a feature of the present invention for achieving the object as described above, the present invention is divided into a plurality of sections according to the compressor torque change rate from one cycle of the estimated torque from the drive to the stop of the compressor is different for each section Calculated by the formula: The estimated torque is calculated by reflecting the RPM of the current vehicle.

이때, 현재 차량의 RPM은, 상기 RPM에 따라 RPM_FACTOR 및 차량 속도에 따른 VS_FACTOR 를 곱하여 반영한다.In this case, the current RPM of the vehicle is reflected by multiplying the RPM_FACTOR and the VS_FACTOR according to the vehicle speed according to the RPM.

이때, 상기 RPM_FACTOR 는 차량 RPM이 1000 내지 4000 RPM인 경우에는 0.9 내지 0.3의 값이다. 또한, 상기 VS_FACTOR는 차속이 5Km/h 내지 60Km/h 인 경우에는 0.9 내지 0.8의 값이다.At this time, the RPM_FACTOR is a value of 0.9 to 0.3 when the vehicle RPM is 1000 to 4000 RPM. In addition, the VS_FACTOR is a value of 0.9 to 0.8 when the vehicle speed is 5Km / h to 60Km / h.

위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 차량용 공조장치의 예상토크 산출방법에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.In the estimated torque calculation method of the vehicle air conditioner according to the present invention as described above, the following effects can be expected.

즉, 현재 차량의 RPM 및 차속에 따라 다르게 예상 토크를 산출함에 따라, 현재 RPM이 공조기 토크 산출에 미치는 영향을 고려하여 예상토크를 산출할 수 있으 므로, 더욱 실제 토크에 가까운 예상토크를 산출할 수 있는 장점이 있다.That is, as the estimated torque is calculated differently according to the current vehicle RPM and the vehicle speed, the estimated torque can be calculated in consideration of the influence of the current RPM on the air conditioner torque calculation, so that the estimated torque closer to the actual torque can be calculated. There is an advantage.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 차량용 공조장치의 예상토크 산출방법의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a specific embodiment of the estimated torque calculation method of the vehicle air conditioner according to the present invention as described above will be described in detail.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 엔진 회전량 제어를 위한 공조장치의 예상토크 산출 방법의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a specific embodiment of the expected torque calculation method of the air conditioner for controlling the engine rotation amount according to the present invention as described above will be described in detail.

먼저, 도 1을 참고하여 본 발명에 적용되는 가변용량형 사판식 압축기의 구성을 간단히 살펴보기로 한다. First, the configuration of a variable displacement swash plate compressor applied to the present invention will be briefly described with reference to FIG. 1.

도 1은 가변용량형 사판식 압축기의 내부구성을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the internal structure of a variable displacement swash plate compressor.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 실린더(10) 중앙을 관통하여서는 센터보어(11)가 형성되고, 상기 센터보어(11)를 방사상으로 둘러서는 상기 실린더(10)를 관통하게 다수개의 실린더보어(13)가 형성된다. 그리고, 상기 실린더보어(13)의 내부에는 피스톤(15)이 이동가능하게 설치되어, 상기 실린더보어(13) 내에서 냉매를 압축시킨다. As shown therein, a center bore 11 is formed through the center of the cylinder 10 of the variable displacement swash plate compressor according to the present invention, and the cylinder 10 radially surrounding the center bore 11. A plurality of cylinder bores 13 are formed to penetrate. The piston 15 is movable in the cylinder bore 13 to compress the refrigerant in the cylinder bore 13.

한편, 상기 실린더(10)의 일단에는 전방하우징(20)이 설치된다. 상기 전방하우징(20)은 상기 실린더(10)와 협력하여 내부에 크랭크실(21)을 형성한다.Meanwhile, the front housing 20 is installed at one end of the cylinder 10. The front housing 20 cooperates with the cylinder 10 to form a crank chamber 21 therein.

그리고 상기 실린더(10)의 타단, 즉 상기 전방하우징(20)이 설치된 반대쪽에는 후방하우징(30)이 설치된다. 상기 후방하우징(30)에는 상기 실린더보어(13)와 선택적으로 연통되게 흡입실(31)이 형성된다. 이때, 상기 흡입실(31)은 상기 실린 더보어(13)의 내부로 압축될 냉매를 전달하는 역할을 한다.And the other end of the cylinder 10, that is, the rear housing 30 is installed on the opposite side where the front housing 20 is installed. The rear housing 30 is formed with a suction chamber 31 in selective communication with the cylinder bore 13. At this time, the suction chamber 31 serves to deliver the refrigerant to be compressed into the cylinder bore 13.

또한, 상기 후방 하우징(30)에는 토출실(33)이 형성된다. 상기 토출실(33)은 상기 후방하우징(30) 중 상기 실린더(10)와 마주보는 면의 중앙에 해당하는 영역에 형성된다. 상기 토출실(33)은 상기 실린더보어(13)에서 압축된 냉매가 토출되어 임시로 머무르는 곳이다. 상기 후방하우징(30)의 일측에는 제어밸브(35)가 구비되는데, 상기 제어밸브(35)는 상기 토출실(33)과 크랭크실(21) 사이의 유로의 개도를 조절하여 후술할 사판(48)의 각도를 조절하는 부분이다.In addition, a discharge chamber 33 is formed in the rear housing 30. The discharge chamber 33 is formed in an area corresponding to the center of the surface of the rear housing 30 facing the cylinder 10. The discharge chamber 33 is a place where the refrigerant compressed in the cylinder bore 13 is discharged and temporarily stays. One side of the rear housing 30 is provided with a control valve 35, the control valve 35 to adjust the opening degree of the flow path between the discharge chamber 33 and the crank chamber 21 to be described later swash plate 48 ) Is to adjust the angle.

한편, 상기 실린더(10)의 센터보어(11)와 전방하우징(20)의 축공(23)을 관통하여 회전가능하게 구동축(40)이 설치된다. 상기 구동축(40)은 엔진에서 전달되는 구동력에 의해 회전된다. 상기 구동축(40)은 상기 실린더(10)와 전방하우징(20)에 베어링(42)에 의해 회전가능하게 설치된다.On the other hand, the drive shaft 40 is rotatably installed through the center bore 11 of the cylinder 10 and the shaft hole 23 of the front housing 20. The drive shaft 40 is rotated by the driving force transmitted from the engine. The drive shaft 40 is rotatably installed by the bearing 42 in the cylinder 10 and the front housing 20.

그리고 상기 구동축(40)이 중앙을 관통하고, 구동축(40)과 일체로 회전되게 로터(44)가 상기 크랭크실(21)에 설치된다. 이때, 상기 로터(44)는 대략 원판상으로 상기 구동축(40)에 고정되어 설치되고, 상기 로터(44)의 일면에는 힌지아암(46)이 돌출되어 형성된다.The rotor 44 is installed in the crank chamber 21 so that the drive shaft 40 penetrates the center and rotates integrally with the drive shaft 40. At this time, the rotor 44 is fixed to the drive shaft 40 in a substantially disk shape, the hinge arm 46 is formed on one surface of the rotor 44 protruding.

상기 구동축(40)에는 사판(48)이 상기 로터(44)와 힌지결합되어 함께 회전되도록 설치된다. 상기 사판(48)은 압축기의 토출용량에 따라 상기 구동축(40)에 각도가 가변되게 설치된다. 즉, 상기 구동축(40)의 길이방향에 대해 직교한 상태 또는 구동축(40)에 대해 소정의 각도로 기울어진 상태 사이에 있도록 된다. 상기 사판(48)은 그 가장자리(50)가 상기 피스톤(15)들과 슈(50)를 통해 연결된다. 즉, 상 기 피스톤(15)의 연결부(17)에 상기 사판(48)의 가장자리가 슈(50)를 통해 연결되어 사판(48)의 회전에 의해 상기 피스톤(15)이 실린더보어(13)에서 직선왕복운동하도록 한다.The drive shaft 40 is installed so that the swash plate 48 is hinged to the rotor 44 and rotated together. The swash plate 48 is installed at a variable angle to the drive shaft 40 according to the discharge capacity of the compressor. That is, between the state orthogonal to the longitudinal direction of the drive shaft 40 or inclined at a predetermined angle with respect to the drive shaft 40. The swash plate 48 has its edge 50 connected to the pistons 15 via a shoe 50. That is, the edge of the swash plate 48 is connected to the connecting portion 17 of the piston 15 through the shoe 50 so that the piston 15 is rotated in the cylinder bore 13 by the rotation of the swash plate 48. Make a straight reciprocating movement.

상기 사판(48)에는 상기 로터(44)의 힌지아암(46)과 연결되는 연결아암(52)이 돌출되어 형성된다. 상기 연결아암(52)의 선단에는 연결아암(52)의 길이방향에 직교하는 방향으로 힌지핀(54)이 설치되는데, 상기 힌지핀(54)은 상기 로터(44)의 힌지아암(46)의 선단에 형성된 지지부(47)에 이동가능하게 걸어진다.The swash plate 48 is formed to protrude a connecting arm 52 which is connected to the hinge arm 46 of the rotor 44. A hinge pin 54 is installed at a tip end of the connecting arm 52 in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the connecting arm 52, and the hinge pin 54 is formed of the hinge arm 46 of the rotor 44. It is movably hung on the support part 47 formed in the front-end | tip.

상기 로터(44)와 상기 사판(48)의 사이에서 탄성력을 발휘하도록 반경사스프링(56)이 설치된다. 상기 반경사스프링(56)은 상기 구동축(40)의 외면을 둘러 설치되는 것으로, 상기 사판(48)의 경사각이 작아지는 방향으로 탄성력을 발휘한다.A radial yarn spring 56 is installed to exert an elastic force between the rotor 44 and the swash plate 48. The radial yarn spring 56 is installed around the outer surface of the drive shaft 40 and exerts an elastic force in a direction in which the inclination angle of the swash plate 48 decreases.

상기 사판(48)의 일면에는 사판스토퍼(58)가 돌출되어 형성된다. 상기 사판스토퍼(58)는 상기 사판(48)이 상기 구동축(40)에 대해 경사지게 기울어지는 정도를 규제하는 역할을 한다.The swash plate stopper 58 is formed to protrude from one surface of the swash plate 48. The swash plate stopper 58 serves to regulate the degree to which the swash plate 48 is inclined inclined with respect to the drive shaft 40.

상기 구동축(40)의 일단에는 축스토퍼(60)가 구비된다. 상기 축스토퍼(60)는 상기 구동축(40)의 외면을 둘러 설치되어, 상기 사판(48)이 상기 구동축(40)의 길이방향에 대해 직교하는 방향으로 세워질 때, 그 설치 위치를 규제하는 역할을 한다.One end of the drive shaft 40 is provided with a shaft stopper (60). The shaft stopper 60 is installed around the outer surface of the drive shaft 40, and when the swash plate 48 is erected in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the drive shaft 40, it serves to regulate the installation position do.

이하에서는 이와 같이 구성되는 압축기를 포함하는 공조장치의 구동을 제어하기 위한 공조장치 제어유닛 및 엔진제어 시스템의 구성을 도 2를 참조하여 상세히 살펴보도록 한다.Hereinafter, the configuration of the air conditioner control unit and the engine control system for controlling the driving of the air conditioner including the compressor configured as described above will be described in detail with reference to FIG. 2.

도 2는 본 발명에 구비되는 공조장치 제어유닛 및 엔진제어 시스템의 구성을 도시한 블럭도이다.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the air conditioner control unit and the engine control system provided in the present invention.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명은 자동차의 공조장치 중 공조장치의 구동을 제어하기 위한 공조장치 제어유닛(100)을 포함하여 구성된다. 상기 공조장치 제어 유닛(100)은 차량의 상태정보를 검출하여 차량 내의 온도를 사용자가 원하는 온도로 맞추기 위하여 공조장치의 구동(압축기의 토출 용량을 포함한다)을 제어한다. 이때, 상기 상태정보에는 차량의 내기온도, 외기온도, 증발기 온도, 일사량, 차량 RPM, 차속, 냉매압력(이하 'APT'라 한다) 및 냉각수 온도 등이 포함된다. As shown in the drawing, the present invention comprises an air conditioner control unit 100 for controlling the driving of the air conditioner of the vehicle air conditioner. The air conditioner control unit 100 detects the state information of the vehicle and controls the driving of the air conditioner (including the discharge capacity of the compressor) to adjust the temperature in the vehicle to a temperature desired by the user. At this time, the state information includes the inside temperature of the vehicle, outside temperature, evaporator temperature, solar radiation amount, vehicle RPM, vehicle speed, refrigerant pressure (hereinafter referred to as 'APT') and the coolant temperature.

또한, 상기 공조장치 제어유닛은 공조장치의 구동을 위해 상기 공조기에서 발생할 예상토크를 연산하여 후술할 엔진제어 시스템(200)에 제공하는 역할을 한다. In addition, the air conditioner control unit serves to calculate the expected torque to occur in the air conditioner for driving the air conditioner to provide to the engine control system 200 to be described later.

이를 위해 상기 공조장치 제어 유닛(100)은 입력부(110)를 포함하여 구성된다. 상기 입력부(110)는 사용자로부터 공조장치의 on/off 신호 및 설정온도 등의 정보를 입력받는 부분이다. To this end, the air conditioner control unit 100 includes an input unit 110. The input unit 110 is a part for receiving information such as on / off signal and the set temperature of the air conditioning apparatus from the user.

또한, 상기 공조장치 제어 유닛(100)은 전술한 상태정보를 검출하기 위한 검출부(120)를 포함하여 구성된다. 상기 검출부(120)는 공조기의 상태 및 차량의 상태에 관한 정보를 검출하여 이를 후술할 연산부(130)에 제공하는 부분이다.In addition, the air conditioner control unit 100 is configured to include a detection unit 120 for detecting the above state information. The detector 120 detects information regarding the state of the air conditioner and the state of the vehicle and provides the same to the operation unit 130 to be described later.

한편, 상기 공조장치 제어유닛(100)은 연산부(130)를 포함하여 구성되는데, 상기 연산부(130)는 상기 입력부(110)를 통해 입력된 사용자의 설정정보 및 상기 검출부로부터 검출된 공조기의 상태 및 차량의 상태정보에 관한 정보를 검출하여 이들을 근거로 하여, 공조장치의 구동 정도를 산출한다. 또한, 상기 산출된 공조장치(압축기 및 냉각팬 등을 포함한다)의 구동 정도에 따라 발생될 예상토크를 연산한다.On the other hand, the air conditioner control unit 100 includes a calculation unit 130, the operation unit 130 is the user's setting information input through the input unit 110 and the state of the air conditioner detected from the detection unit and Information about the state information of the vehicle is detected and the driving degree of the air conditioner is calculated based on these information. In addition, the estimated torque to be generated is calculated according to the driving degree of the calculated air conditioner (including a compressor and a cooling fan).

상기 연산부(130)의 예상토크 연산방법은 이후 도 3을 살핌에 있어 상세히 설명하도록 한다.The expected torque calculation method of the operation unit 130 will be described later in detail with reference to FIG.

그리고, 상기 공조장치 제어유닛(100)에는 ECV 드라이버(140)가 구비된다. 상기 ECV 드라이버(140)는 압축기(150)의 토출용량을 제어하는 부분으로, 상기 제어밸브(35)를 통해 상기 토출실(33)과 크랭크실(21) 사이의 유로의 개도를 조절하여 후술할 사판(48)의 각도를 조절하여 압축기(150)의 토출용량을 조절한다.In addition, the air conditioning apparatus control unit 100 is provided with an ECV driver 140. The ECV driver 140 is a portion for controlling the discharge capacity of the compressor 150, and will be described later by adjusting the opening degree of the flow path between the discharge chamber 33 and the crank chamber 21 through the control valve 35. The discharge capacity of the compressor 150 is adjusted by adjusting the angle of the swash plate 48.

또한, 상기 공조장치 제어유닛(100)은 상기 연산부(130)에서 연산된 예상토크를 상기 엔진제어 시스템(200)으로 전송하기 위한 데이터 송수신부(160)를 포함하여 구성된다.In addition, the air conditioner control unit 100 is configured to include a data transmission and reception unit 160 for transmitting the estimated torque calculated by the operation unit 130 to the engine control system 200.

한편, 본 발명에 의한 엔진제어 시스템(200)은 차량의 엔진 출력을 조절하여 차량의 RPM을 조절한다. 상기 엔진제어 시스템(200)은 기본적으로 차량의 운행 상태에 따라 엔진의 출력을 조절하나, 본 발명에서는 상기 연산부(130)에서 연산된 예상토크를 수신하여 이를 상기 엔진 출력 결정에 적용한다.On the other hand, the engine control system 200 according to the present invention adjusts the engine output of the vehicle to adjust the RPM of the vehicle. The engine control system 200 basically adjusts the output of the engine according to the driving state of the vehicle, but the present invention receives the estimated torque calculated by the calculating unit 130 and applies it to the engine output determination.

이를 위해, 본 발명에 적용되는 상기 엔진 제어 시스템(200)은 송수신유닛(210)을 포함하여 구성된다. 상기 송수신 유닛(210)은 상기 데이터 송수신부(160)로부터 상기 연산부(130)에서 연산된 예상토크를 수신받는다. 물론, 상기 송수신 유닛(210)은 엑셀의 입력 정도 등의 차량의 운행 상태에 관한 정보를 입력 받으나 이는 종래 엔진제어 시스템의 기본적인 기능이므로 상세히 도시하여 설명하지는 않도록 한다.To this end, the engine control system 200 applied to the present invention comprises a transmission and reception unit 210. The transmission / reception unit 210 receives the expected torque calculated by the calculation unit 130 from the data transmission / reception unit 160. Of course, the transmission and reception unit 210 receives information regarding the driving state of the vehicle, such as the input degree of the Excel, which is a basic function of the conventional engine control system, so it will not be described in detail.

그리고 상기 송수신 유닛(210)에는 엔진 출력 산출부(220)가 연결되어, 엔진(240)의 출력을 산출한다. 이때, 엔진(240)의 출력 산출은 기본적으로 차량운행 상태정보에 의해 출력을 결정하고, 상기 예상토크를 고려하여 상기 엔진(240)의 출력을 가감하여 산출한다.In addition, an engine output calculator 220 is connected to the transmission / reception unit 210 to calculate an output of the engine 240. In this case, the output of the engine 240 is basically determined by the vehicle driving state information, and is calculated by adding or subtracting the output of the engine 240 in consideration of the estimated torque.

이와 같이 산출된 엔진(240)의 출력은 상기 엔진출력 산출부(220)에 연결된 엔진출력 컨트롤러(230)로 전달된다. 상기 엔진출력 컨트롤러(230)는 엔진의 출력을 조절하는 부분으로, 유입공기량 및 주입되는 연료량 등을 조절하여 엔진의 출력을 조절한다.The output of the engine 240 calculated as described above is transmitted to the engine output controller 230 connected to the engine output calculator 220. The engine output controller 230 adjusts the output of the engine, and adjusts the output of the engine by adjusting the amount of inlet air and the amount of injected fuel.

이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명에 의한 연산부가 예상토크를 산출하는 방법을 상세히 살피기로 한다.Hereinafter, a method of calculating an expected torque by the calculation unit according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3.

도 3은 공조장치 구동시 시간에 따른 측정값 및 제어값의 변화를 도시한 그래프이다.3 is a graph showing the change of the measured value and the control value with time when the air conditioner is driven.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 연산부는 공조장치의 구동시부터 off시까지의 하나의 주기를 시간에 따라 4의 구간(1.초기구간 2.과도기 구간 3.안정구간 4.정지구간)으로 나누어 예상토크를 산출한다. As shown in the drawing, the calculation unit according to the present invention has one period from the time of driving the air conditioner to the off time as 4 sections (1.second section 2. transition section 3.stable section 4.stop section) according to time. Calculate the expected torque by dividing.

본 명세서에서, 공조장치의 구동시점이라 함은, 공조장치 구동신호가 수신되는 시점으로 압축기의 구동시점(공조장치의 구동을 위해 압축기의 구동신호가 수신되는 시점)과 동일한 의미로 사용한다. In this specification, the driving time point of the air conditioner is used as the time when the air conditioner driving signal is received and the same time as the driving time of the compressor (the time when the driving signal of the compressor is received for driving the air conditioner).

먼저, 4 개의 각 구간의 구별 기준을 살펴보면 아래의 표 1과 같다.First, look at the distinguishing criteria of each of the four sections as shown in Table 1 below.

구간section 구분 기준 및 특성Classification criteria and characteristics 초기 구간Initial segment 공조장치 구동 후 예상토크가 선형적으로 증가하는 구간 공조장치 구동 신호 발생 후 수초간 압축기 구동시 고유특성이 지배적으로 나타나는 구간Section where the estimated torque increases linearly after operating the air conditioner 과도기 구간Transitional Segment 초기 구간 이후에 예상토크가 비선형적으로 증가하는 구간 ECV 듀티가 최대로 유지되는 구간Section where the estimated torque increases nonlinearly after the initial section ECV duty is maintained at maximum 안정 구간Stable section 과도기 기간 이후에 예상토크의 변동이 크지 않아 안정화된 구간The period stabilized due to the small fluctuation of the expected torque after the transition period 정지 구간Stop section 공조장치 정지 신호가 수신된 이후의 구간The interval after the air conditioner stop signal is received

이때, 상기 각 구간의 특징을 도 3을 참조하여 살펴보면, 도시된 바와 같이, 초기 구간에서, 공조장치 구동 신호가 수신되는 시점과 ECV 듀티의 증가 시점이 다름을 알 수 있다.In this case, referring to FIG. 3, the characteristics of each of the sections, as shown, it can be seen that in the initial section, the time when the air conditioner driving signal is received and the time of increasing the ECV duty is different.

즉, 공조장치 구동 신호 수신 후 임의의 시간 이후(도 3에 도시된 실시예의 경우 1초)에 상기 ECV 듀티를 증가시킨다. 이때, 실제 증발기의 온도는 상기 ECV 듀티 값이 증가하는 시점에서 내려감을 알 수 있다.That is, the ECV duty is increased after a certain time (1 second in the embodiment shown in FIG. 3) after the air conditioner drive signal is received. At this time, it can be seen that the actual evaporator temperature decreases when the ECV duty value increases.

한편, 과도기 구간에서는 상기 ECV 듀티를 최대값으로 유지시킴을 알 수 있다.On the other hand, it can be seen that the ECV duty is maintained at the maximum value in the transition period.

그리고 안정 구간에서는 차량 상태에 따라 ECV 듀티가 완만하게 변동하고, 이에 상응하여 예상토크 및 증발기 온도가 변동한다.In the stable section, the ECV duty fluctuates slowly according to the vehicle condition, and the expected torque and evaporator temperature fluctuate accordingly.

또한, 정지 구간에서는 공조장치 정지신호 수신 후, 특정시간 동안(도 3의 실시예의 경우 2초) ECV 듀티를 최대로 하여 유지한 이후에 동작을 정지한다. 그리고 규정된 시간(도 3의 실시예의 경우 5초) 이후 동안에는 공조장치 구동 신호가 수신되어도 구동시까지 시간지연을 둔다.In the stop section, after the air conditioner stop signal is received, the operation is stopped after the maximum ECV duty is maintained for a specific time (2 seconds in the embodiment of FIG. 3). After the prescribed time (5 seconds in the case of the embodiment of FIG. 3), even if the air conditioner drive signal is received, there is a time delay until the drive.

한편, 구동토크 산정시 사용되는 현재 차량의 RPM은, 상기 RPM에 따라 RPM_FACTOR 및 차량 속도에 따른 VS_FACTOR 를 곱하여 반영한다.On the other hand, the RPM of the current vehicle used when calculating the drive torque is reflected by multiplying the RPM_FACTOR according to the RPM and VS_FACTOR according to the vehicle speed.

이때, 상기 RPM_FACTOR 는 차량 RPM이 1000 내지 4000 RPM인 경우에는 0.9 내지 0.3의 값이고, 상기 VS_FACTOR는 차속이 5Km/h 내지 60Km/h 인 경우에는 0.9 내지 0.8의 값을 사용한다.At this time, the RPM_FACTOR is a value of 0.9 to 0.3 when the vehicle RPM is 1000 to 4000 RPM, the VS_FACTOR uses a value of 0.9 to 0.8 when the vehicle speed is 5Km / h to 60Km / h.

이하에서는, 각 구간 별로 각각의 상태에 따른 예산토크 연산 방법을 구체적인 연산식을 통해 살피기로 한다.Hereinafter, the budget torque calculation method according to each state for each section will be examined through a specific calculation formula.

각 구간별 예상 토크는 아래 표 2와 같다.Estimated torques for each section are shown in Table 2 below.

구간section 예상토크(연산식)Estimated torque (calculated) 초기 구간Initial segment CTQ = VS_FACTOR * RPM_FACTOR * 기준 예상토크CTQ = VS_FACTOR * RPM_FACTOR * Estimated Torque 과도기 구간Transitional Segment CTQ = VS_FACTOR * RPM_FACTOR * 기준 예상토크CTQ = VS_FACTOR * RPM_FACTOR * Estimated Torque 안정 구간Stable section CTQ = VS_FACTOR * RPM_FACTOR * 기준 예상토크CTQ = VS_FACTOR * RPM_FACTOR * Estimated Torque 정지 구간Stop section IDLE시 예상토크 사양과 동일Same as expected torque specification at IDLE

이때, 상기 RPM_FACTOR 는 차량 RPM이 1000 내지 4000 RPM인 경우에는 0.9 내지 0.3의 값이고, 상기 VS_FACTOR는 차속이 5Km/h 내지 60Km/h 인 경우에는 0.9 내지 0.8의 값이다.At this time, the RPM_FACTOR is a value of 0.9 to 0.3 when the vehicle RPM is 1000 to 4000 RPM, the VS_FACTOR is a value of 0.9 to 0.8 when the vehicle speed is 5Km / h to 60Km / h.

또한, idle 시 예상토크(이하 '기준 예상 토크'라 한다)는 각 구간과 상태에 따라 다른 연산식에 의해 산출되는 값이다.In addition, the estimated torque at idle (hereinafter referred to as 'reference expected torque') is a value calculated by a different calculation formula according to each section and state.

이하에서는 본 발명에 의한 공조장치의 제어방법을 도시된 흐름도와 함께 살펴보기로 한다.Hereinafter, a control method of an air conditioning apparatus according to the present invention will be described with a flowchart shown.

도 4에는 본 발명에 의한 공조장치의 제어방법이 흐름도로 도시되어 있다.4 is a flowchart illustrating a control method of the air conditioner according to the present invention.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 공조장치의 제어방법은, 공조장치가 구동됨에 의해 시작된다(S10).As shown in the drawing, the control method of the air conditioner according to the present invention is started by driving the air conditioner (S10).

상기 공조장치가 구동되면, 압축기(150)의 운행상태를 구분한다(S20). 이때, 압축기의 운행상태란, 4개 구간(1.초기구간, 2.과도기구간, 3.안정구간, 4.정지구간)으로 나누어진 각 상태를 말하는 것으로, 상기 각각의 구간에 대한 판단 기준과 의미는 전술한 바와 같다.When the air conditioning apparatus is driven, the driving state of the compressor 150 is distinguished (S20). In this case, the running state of the compressor refers to each state divided into four sections (1.initial section, 2.transitional section, 3.stable section, and 4.stopping section). The meaning is as described above.

그리고, 상기 압축기(150)의 구동상태에 따라 예상토크를 산출한다(S30). 상기 압축기(150)의 구동 상태별로 각각 예상토크를 산출하는 방법은 전술한바 있으므로 다시 상세히 설명하지는 않도록 한다.Then, the estimated torque is calculated according to the driving state of the compressor 150 (S30). Since the method for calculating the estimated torque for each driving state of the compressor 150 has been described above, it will not be described in detail again.

이후, 차량이 주행 중인지 여부를 판별한다(S40).Thereafter, it is determined whether the vehicle is driving (S40).

그리고, 상기 차량이 주행 중인 경우, RPM 및 차속을 감지한다(S50).Then, when the vehicle is running, it detects the RPM and the vehicle speed (S50).

그리고, 상기 RPM 및 차속에 따른 보정치를 결정한다(S60).Then, the correction value according to the RPM and the vehicle speed is determined (S60).

상기 보정치의 결정은 기 저장된 테이블에 의할 수 있고, 이는 전술한 바와 같다.The determination of the correction value may be based on a previously stored table, as described above.

그리고, 상기 S30에서 산출된 예상토크를 상기 S60에서 결정된 보정치를 이용하여 보정한다(S70).The estimated torque calculated in S30 is corrected using the correction value determined in S60 (S70).

그리고, 상기 보정된 예상토크를 차량제어 시스템(200)으로 전송되어 차량의 RPM 제어에 이용되도록 한다(S80).The corrected estimated torque is transmitted to the vehicle control system 200 to be used for controlling the RPM of the vehicle (S80).

한편, 상기 S30 의 판단결과, 차량이 주행 중이 아니라면, 바로 S80을 수행하도록 한다.On the other hand, as a result of the determination of S30, if the vehicle is not driving, to perform the S80 immediately.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The rights of the present invention are not limited to the embodiments described above, but are defined by the claims, and those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of the claims. It is self-evident.

본 발명은 자동차 공조장치의 구동에 의해 발생 될 토크를 산출하여, 상기 산출된 예상토크를 반영하여 엔진의 출력을 조절하는 자동차용 공조장치의 예상토크 산출방법에 관한 것으로, 본 발명은 현재 차량의 RPM 및 차속에 따라 다르게 예상 토크를 산출함에 따라, 현재 RPM 및 차속이 공조기 토크 산출에 미치는 영향을 고려하여 주행 중 예상토크를 산출할 수 있으므로, 더욱 실제 토크에 가까운 예상토크를 산출할 수 있는 장점이 있다. The present invention relates to a method of calculating an estimated torque of an automotive air conditioner, which calculates a torque to be generated by driving the vehicle air conditioner and adjusts the output of the engine by reflecting the calculated estimated torque. As the estimated torque is calculated differently according to the RPM and the vehicle speed, the estimated torque during driving can be calculated in consideration of the influence of the current RPM and the vehicle speed on the air conditioner torque calculation, so that the estimated torque can be calculated closer to the actual torque. There is this.

도 1은 가변용량형 사판식 압축기의 내부구성을 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing the internal configuration of a variable displacement swash plate compressor.

도 2는 본 발명에 구비되는 공조장치 제어유닛 및 엔진제어 시스템의 구성을 도시한 블럭도.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the air conditioner control unit and the engine control system provided in the present invention.

도 3은 공조장치 구동시 시간에 따른 측정값 및 제어값의 변화를 도시한 그래프.3 is a graph showing the change of the measured value and the control value with time when the air conditioner is driven.

도 4는 본 발명에 의한 공조장치의 제어방법을 도시한 흐름도.4 is a flow chart showing a control method of the air conditioner according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100 : 공조장치 제어유닛 110 : 입력부100: air conditioning unit control unit 110: input unit

120 : 검출부 130 : 연산부120: detector 130: calculator

140 : ECV 드라이버 150 : 압축기140: ECV driver 150: compressor

160 : 데이터 송수신부 200 ; 엔진제어 시스템160: data transceiver 200; Engine control system

210 : 송수신 유닛 220 : 엔진출력 산출부210: transceiver unit 220: engine output calculation unit

230 : 엔진출력 컨트롤러 240 : 엔진230: engine output controller 240: engine

Claims (2)

자동차 공조장치의 압축기 구동에 의해 발생 될 토크를 산출하여, 상기 산출된 예상토크를 반영하여 엔진의 출력을 조절하는 자동차용 공조장치의 예상토크 산출방법에 있어서,In the method of calculating the estimated torque of the automotive air conditioner for calculating the torque to be generated by the compressor driving of the vehicle air conditioner, and adjusts the output of the engine to reflect the calculated estimated torque, 상기 예상토크는, The expected torque is 압축기(150)의 구동시부터 정지시까지 하나의 주기를 압축기 토크 변화율에 따라 다수개의 구간으로 구분하여 각 구간별로 다른 연산식에 의해 산출되고:One cycle from the start of the compressor 150 to the stop is divided into a plurality of sections according to the compressor torque change rate, and calculated by different calculation formulas for each section: 상기 주행중 예상토크는, 현재 차량의 RPM 및 차속을 반영하여 산출함을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 예상토크 산출방법.The estimated torque during driving, the estimated torque calculation method of the vehicle air conditioner, characterized in that calculated by reflecting the current vehicle RPM and vehicle speed. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 현재 차량의 RPM은,RPM of the current vehicle, 상기 RPM에 따라 RPM_FACTOR 및 차량 속도에 따른 VS_FACTOR 를 곱하여 반영하고;Multiply and reflect RPM_FACTOR and VS_FACTOR according to the vehicle speed according to the RPM; 상기 RPM_FACTOR 는 차량 RPM이 1000 내지 4000 RPM인 경우에는 0.9 내지 0.3의 값이고, 상기 VS_FACTOR는 차속이 5Km/h 내지 60Km/h 인 경우에는 0.9 내지 0.8의 값임을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 예상토크 산출방법.The RPM_FACTOR is a value of 0.9 to 0.3 when the vehicle RPM is 1000 to 4000 RPM, the VS_FACTOR is a value of 0.9 to 0.8 when the vehicle speed is 5Km / h to 60Km / h estimated torque of the vehicle air conditioner Calculation method.
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