KR20120120654A - 차량용 공조장치의 제어방법 - Google Patents

차량용 공조장치의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 개방 정도에 따라 내기 모드 및 외기 모드를 결정하는 인테이크 도어와, 차량 실내로 공기를 송풍하는 블로어와, 외기 모드 시 증발기의 출구 측 온도를 감지하여 감지된 온도에 따라 냉매 토출량을 가변시키는 가변용량형 압축기를 포함하는 차량용 공조장치의 제어방법에 있어서, (a) 상기 가변용량형 압축기의 냉매 토출량이 기 설정된 최소 토출량에 도달되었는지를 판단하는 단계와, (b) 상기 가변용량형 압축기의 냉매 토출량이 기 설정된 최소 토출량에 도달된 경우, 증발기의 출구 측 온도가 기 설정된 기준온도 미만인지를 판단하는 단계와, (c) 상기 증발기의 출구 측 온도가 기 설정된 기준온도 미만일 경우, 상기 인테이크 도어에 의해 내기 유입통로를 상한치 이내에서 개방하여 내기를 일부 유입시키는 단계와, (d) 상기 단계(c) 후, 증발기 출구 측 온도가 기 설정된 기준온도 미만인지를 판단하는 단계와, (e) 상기 인테이크 도어에 의해 내기 유입통로가 상한치까지 개방되고, 상기 증발기의 출구 측 온도가 기 설정된 기준온도 미만일 경우, 인테이크 도어 블로어의 송풍 단수를 증대시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 차량으로 유입되는 외기 온도가 낮을 경우 인테이크 도어의 개도를 조절함과 동시에 블로어의 송풍 단수를 조절하여 증발기 출구 측 공기 온도가 특정 온도 이하로 하강하지 않도록 함으로써 가변용량형 압축기가 온/오프를 반복하는 사이클링 현상이 발생하지 않도록 하는 효과가 있다.

Description

차량용 공조장치의 제어방법 {METHOD FOR CONTROLLING AIR CONDITIONER OF VEHICLE}
본 발명은 차량용 공조장치의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량으로 유입되는 외기 온도가 낮을 경우 인테이크 도어의 개도를 조절함과 동시에 블로어의 송풍 단수를 조절하여 증발기 출구 측 공기 온도가 특정 온도 이하로 하강하지 않도록 함으로써 가변용량형 압축기가 온/오프를 반복하는 사이클링 현상이 발생하지 않도록 하는 차량용 공조장치의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 공조장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(10)에 의해 구동되어 냉매를 압축하고 냉방 요구량에 따라 토출량이 변화되는 가변용량형 압축기(11)와, 가변용량형 압축기(11)에서 토출되는 냉매를 응축하는 응축기(12)와, 응축기(12)를 통과하여 액화된 냉매를 단열팽창시켜 기체와 액체가 혼합된 상태로 만들고 가변용량형 압축기(11)의 냉매 토출량에 따라 그 개도가 변화되는 전자식 팽창밸브(13)와, 냉매가 기화될 때의 증발 잠열을 이용하여 주위 공기를 냉각시킨 후 가변용량형 압축기(11)로 냉매를 귀환시키는 증발기(14)와, 차량의 실내외에 각각 설치되는 각종 센서들로부터 입력되는 실내온도와 실외온도 등의 공조환경과 사용자에 의해 입력된 공조조건에 따라 가변용량형 압축기(11)의 냉매 토출량을 제어하는 제어부(20)로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 차량용 공조장치를 작동시키면 제어부(20)는 각종 센서로부터 전해지는 실내온도와 실외온도 등의 공조환경과 사용자에 의해 설정된 공조조건에 따라 가변용량형 압축기(11)의 냉매 토출량을 변화시키게 된다.
가변용량형 압축기(11)에서 토출된 냉매는 응축기(12)를 거치면서 응축되어 액화되고, 전자식 팽창밸브(13)를 통과하면서 기체와 액체가 혼합된 상태가 된다.
이때, 전자식 팽창밸브(13)는 가변용량형 압축기(11)의 냉매 토출량에 따라 그 개도가 변화된다.
이후, 증발기(14)로 유입된 냉매가 기화되며 주변 공기와의 열교환을 통해 주변공기를 냉각시키게 된다.
즉, 냉매가 기화되는데 필요한 증발 잠열을 주변 공기로부터 빼앗게 되므로, 증발기(14)의 주변 공기의 온도가 하강하는 것이다.
기화된 냉매는 다시 가변용량형 압축기(11)로 유입되고, 열교환을 통해 냉각된 공기가 실내로 공급되어 실내를 냉방하게 된다.
이때, 증발기(14)의 출구 측에는 공기의 온도를 감지하는 온도 감지센서(21)가 설치되는데, 증발기(14) 출구 측의 온도가 일정 온도 이하이면 제어부(20)가 엔진(10)으로부터 가변용량형 압축기(11)로 동력을 전달하는 클러치(22)를 오프시켜 가변용량형 압축기(11)의 작동을 중지시키게 된다.
이는 공기 중에 포함된 수증기가 증발기(14)에 응축된 상태에서 동결되어 열교환을 저해하는 것을 방지하기 위한 것이다.
이에 따라 증발기 출구의 온도가 가변용량형 압축기(11)의 작동을 중지시키는 기준 온도 이하로 하강되는 경우, 클러치(22)가 오프되어 가변용량형 압축기(11)의 작동이 중지되고 냉매의 순환이 정지된다.
냉매의 순환이 정지되면 증발기(14)에서 공기가 냉각되지 않게 되어 증발기(14) 출구 온도는 서서히 상승하게 되고, 증발기(14) 출구 온도가 한계 온도 이상으로 상승하게 되면 클러치(22)가 연결되어 다시 가변용량형 압축기(11)가 작동된다.
물론, 가변용량형 압축기(11)가 다시 작동되면 증발기 출구의 온도가 하강되므로, 상기한 과정이 반복될 수 있다.
이를 가변용량형 압축기(11)의 사이클링(Cycling)이라 하는데, 가변용량형 압축기(11)와 엔진(10)을 연결하는 클러치(22)가 온/오프를 반복하게 되고, 그에 따라 소음이 발생되어 사용자에게 불쾌감을 줄 수 있다.
상기한 현상은 보통 외기온도가 낮을 때 발생하게 된다.
일반적으로 외기온도가 낮아지면 가변용량형 압축기(11)의 냉매 토출량이 감소되어 증발기(14)에서의 열교환을 최소화시키게 된다.
그러나, 가변용량형 압축기(11)의 가변량을 최대로 하더라도 일정량의 냉매가 순환하게 되고, 냉매의 순환에 따라 증발기(14)에서는 열교환이 이루어지게 되므로, 가변용량형 압축기(11)의 사이클링 현상을 방지할 수 없는 실정이다.
다시 말해서, 종래의 자동차용 차량 공조장치 제어방법에 따르면, 외기온도가 낮을 경우 가변용량형 압축기의 냉매 토출량을 최소로 하더라도 냉매가 순환되어 가변용량형 압축기(11)의 사이클링 현상이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 차량으로 유입되는 외기 온도가 낮을 경우 인테이크 도어의 개도를 조절함과 동시에 블로어의 송풍 단수를 조절하여 증발기 출구 측 공기 온도가 특정 온도 이하로 하강하지 않도록 함으로써 가변용량형 압축기가 온/오프를 반복하는 사이클링 현상이 발생하지 않도록 하는 차량용 공조장치의 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 개방 정도에 따라 내기 모드 및 외기 모드를 결정하는 인테이크 도어와, 차량 실내로 공기를 송풍하는 블로어와, 외기 모드 시 증발기의 출구 측 온도를 감지하여 감지된 온도에 따라 냉매 토출량을 가변시키는 가변용량형 압축기를 포함하는 차량용 공조장치의 제어방법에 있어서, (a) 상기 가변용량형 압축기의 냉매 토출량이 기 설정된 최소 토출량에 도달되었는지를 판단하는 단계와, (b) 상기 가변용량형 압축기의 냉매 토출량이 기 설정된 최소 토출량에 도달된 경우, 증발기의 출구 측 온도가 기 설정된 기준온도 미만인지를 판단하는 단계와, (c) 상기 증발기의 출구 측 온도가 기 설정된 기준온도 미만일 경우, 상기 인테이크 도어에 의해 내기 유입통로를 상한치 이내에서 개방하여 내기를 일부 유입시키는 단계와, (d) 상기 단계(c) 후, 증발기 출구 측 온도가 기 설정된 기준온도 미만인지를 판단하는 단계와, (e) 상기 인테이크 도어에 의해 내기 유입통로가 상한치까지 개방되고, 상기 증발기의 출구 측 온도가 기 설정된 기준온도 미만일 경우, 인테이크 도어 블로어의 송풍 단수를 증대시키는 단계에 의해 달성된다.
또한, 상기 단계(e) 후, (f) 상기 증발기의 출구 측 온도가 기 설정된 기준온도 이상일 경우, 인테이크 도어의 위치를 고정하고 블로어의 현재 송풍 단수를 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 단계(c)의 인테이크 도어에 의한 내기 유입통로의 개방 정도는 최대 30%일 수 있다.
또한, 상기 단계(c)의 인테이크 도어에 의한 내기 유입통로의 개방 정도는 5%씩 순차적으로 개방될 수 있다.
이에 의해, 차량으로 유입되는 외기 온도가 낮을 경우 인테이크 도어의 개도를 조절함과 동시에 블로어의 송풍 단수를 조절하여 증발기 출구 측 공기 온도가 특정 온도 이하로 하강하지 않도록 함으로써 가변용량형 압축기가 온/오프를 반복하는 사이클링 현상이 발생하지 않도록 하는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 가변용량형 압축기가 포함된 차량용 공조장치의 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 제어방법에 대한 흐름도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 제어방법의 인테이크 도어의 작동 상태도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명이 적용되는 차량용 공조장치는 일반적으로 널리 사용되는 것이므로 자세한 설명은 생략하고, 이하에서는 가변용량형 압축기의 사이클링을 방지하는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 제어방법을 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 블로어(30) 및 가변용량형 압축기(11)가 작동되고 있는지를 판단하는 단계를 수행한다.(S1)
상기 단계(S1)의 판단 결과, 블로어(30) 및 가변용량형 압축기(11)가 작동되고 있을 경우 차량용 공조장치가 외기모드로 작동되고 있는지를 판단하는 단계를 수행한다.(S2)
상기 단계(S2)의 판단 결과, 차량용 공조장치가 외기모드로 작동되고 있을 경우 가변용량형 압축기(11)의 냉매 토출량을 가변하는 단계를 수행한다.(S3)
상기 단계(S3)를 수행 중 가변용량형 압축기(11)의 냉매 토출량이 기 설정된 최소 토출량에 도달되었는지를 판단하는 단계를 수행한다.(S4)
상기 단계(S4)의 판단 결과, 가변용량형 압축기(11)의 냉매 토출량이 기 설정된 최소 토출량에 도달되었을 경우 증발기(14) 출구 측 온도를 감지하여 감지된 온도가 기 설정된 기준온도 미만인지를 판단하는 단계를 수행한다.(S5)
상기 단계(S5)의 판단 결과, 증발기(14) 출구 측 온도가 기 설정된 기준온도 미만일 경우 인테이크 도어(15)를 조절하여 내기 유입통로의 일부를 개방하는 단계를 수행한다.(S6)
이때, 인테이크 도어(15)에 의한 내기 유입통로의 개방 정도는 5%씩 순차적으로 개방되며, 최대 개방 정도는 30%이다.(도 3 및 도 4 참조)
상기 단계(S6) 후, 내기 유입통로의 개방 정도가 최대 개방 정도(30%)에 도달되었는지를 판단하는 단계를 수행한다.(S7)
상기 단계(S7)의 판단 결과, 내기 유입통로의 개방 정도가 최대 개방 정도에 도달되었다면, 다시 증발기(14) 출구 측 온도를 감지하여 감지된 온도가 기 설정된 기준온도 미만인지를 판단하는 단계를 수행하게 된다.(S8)
상기 단계(S8) 후, 인테이크 도어(15)를 조절하여 내기 유입통로를 최대로 개방하여도 증발기 출구 측 온도가 기 설정된 기준온도 미만일 경우 블로어(30)의 송풍단수를 순차적으로 증대시킨다.(S9)
즉, 증발기 출구 측 온도가 기 설정된 기준온도 이상이 될 때까지 블로어(30)의 송풍단수를 점차적으로 증대시키게 되는 것이다.
상기와 같이 일련의 과정을 수행한 후 증발기 출구 측 온도가 기 설정된 기준온도 이상이 될 경우(S10) 인테이크 도어(15) 및 블로어(30)의 송풍단수를 현재상태로 유지하여 증발기 출구 측 온도가 기 설정된 기준온도보다 항상 높게 유지할 수 있도록 한다.(S11)
상기와 같이 수행되는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 제어방법은 차량으로 유입되는 외기 온도가 낮을 경우 인테이크 도어(15)의 개도를 조절함과 동시에 블로어(30)의 송풍 단수를 조절하여 증발기(14) 출구 측 공기 온도가 특정 온도 이하로 하강하지 않도록 함으로써 가변용량형 압축기(11)가 온/오프를 반복하는 사이클링 현상이 발생하지 않도록 하는 효과가 있다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 것은 자명하다.
10 : 엔진 11 : 가변용량형 압축기
12 : 응축기 13 : 팽창밸브
14 : 증발기 15 : 인테이크 도어
20 : 제어부 21 : 온도 감지센서
22 : 클러치 30 : 블로어

Claims (4)

  1. 개방 정도에 따라 내기 모드 및 외기 모드를 결정하는 인테이크 도어(15)와, 차량 실내로 공기를 송풍하는 블로어(30)와, 외기 모드 시 증발기(14)의 출구 측 온도를 감지하여 감지된 온도에 따라 냉매 토출량을 가변시키는 가변용량형 압축기(11)를 포함하는 차량용 공조장치의 제어방법에 있어서,
    (a) 상기 가변용량형 압축기(11)의 냉매 토출량이 기 설정된 최소 토출량에 도달되었는지를 판단하는 단계와;
    (b) 상기 가변용량형 압축기(11)의 냉매 토출량이 기 설정된 최소 토출량에 도달된 경우, 증발기(14)의 출구 측 온도가 기 설정된 기준온도 미만인지를 판단하는 단계와;
    (c) 상기 증발기(14)의 출구 측 온도가 기 설정된 기준온도 미만일 경우, 상기 인테이크 도어(15)에 의해 내기 유입통로를 상한치 이내에서 개방하여 내기를 일부 유입시키는 단계와;
    (d) 상기 단계(c) 후, 증발기(14) 출구 측 온도가 기 설정된 기준온도 미만인지를 판단하는 단계와;
    (e) 상기 인테이크 도어(15)에 의해 내기 유입통로가 상한치까지 개방되고, 상기 증발기(14)의 출구 측 온도가 기 설정된 기준온도 미만일 경우, 인테이크 도어 블로어(30)의 송풍 단수를 증대시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단계(e) 후,
    (f) 상기 증발기(14)의 출구 측 온도가 기 설정된 기준온도 이상일 경우, 인테이크 도어(15)의 위치를 고정하고 블로어(30)의 현재 송풍 단수를 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 제어방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단계(c)의 인테이크 도어(15)에 의한 내기 유입통로의 개방 정도는 최대 30%인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 제어방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단계(c)의 인테이크 도어(15)에 의한 내기 유입통로의 개방 정도는 5%씩 순차적으로 개방되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 제어방법.
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