KR100440157B1

KR100440157B1 - 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치및 방법

Info

Publication number: KR100440157B1
Application number: KR10-2002-0035654A
Authority: KR
Inventors: 최광용
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2004-07-12
Also published as: US20030233840A1; KR20040000730A; JP3826293B2; JP2004026132A; US6748750B2

Abstract

본 발명은 기계식 에어컨 시스템과 전기식 에어컨 시스템을 구비하여 차량의 주행상태에 따라 선택적으로 구동시켜 차량 동력성능의 향상을 기하면서 냉방성능의 저하를 방지할 수 있는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 모터 직결형 차량의 에어컨 시스템 제어장치에 있어서, 상기 차량의 에어컨 구동 조건을 검출하는 에어컨 구동 조건 검출부와; 상기 차량의 에어컨 구동에 관련된 데이터를 저장하는 메모리부와; 상기 에어컨 구동 조건 검출부를 통해 입력되는 각각의 신호를 분석하고, 상기 분석된 신호와 상기 메모리부에 저장된 에어컨 구동 관련 데이터를 비교하여 해당되는 에어컨 구동 제어신호를 공급하는 에어컨 제어부와; 상기 에어컨 제어부를 통해 공급되는 에어컨 구동 제어신호의 입력에 따라 구동되어 상기 차량의 냉방동작을 수행하는 하이브리드 에어컨 시스템을 포함하여 구성한다.

Description

모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치 및 방법{HYBRID AIRCONDITION SYSTEM CONTROLLING DEVICE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 모터 직결형 차량에 관한 것으로서, 특히 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 모터 직결형 차량은 파워 트레인계 구조가 엔진과 변속기 사이에 모터를 장착한 차량으로 모터가 차량 구동이나 엔진 시동 또는 발전기 용도로사용된다.

모터 직결식의 파워 트레인계를 가진 차량으로는 병렬형 하이브리드 차량 또는 직결형 42V 차량이 있다.

이들 차량에 현재 적용되고 있는 에어컨 시스템은 기존의 일반 차량과 동일한 에어컨 시스템을 사용하고 있다.

현재 적용되고 있는 에어컨 시스템은 대부분의 차량에서는 차량의 앞좌석에만 에어컨 시스템을 적용하고 있으나, 도 1에 도시된 바와 같이 일부 고급차의 경우는 냉매 라인을 뒷좌석까지 분기하여 뒷좌석 에어컨 시스템을 사용하고 있는 경우도 있다.

도 1을 참조하면, 종래의 모터 직결형 차량에 적용하는 에어컨 시스템은 엔진의 동력을 풀리와 벨트를 이용하여 압축기(110)에 전달하고, 이를 이용하여 기체상태의 냉매를 압축시키고, 순환을 시킨다.

압축된 고온 고압의 냉매는 응축기(120)에서 냉각팬을 구동시켜 외부 공기와의 열교환을 시킨다.

열을 방출한 냉매는 액상으로 변하게 된다.

액상의 냉매는 팽창밸브를 거쳐 증발기(130)로 들어가고 증발기(130)내의 차가운 냉매와 차의 실내공기와 열교환을 통하여 실내공기는 냉각되고, 냉매는 열을 얻어 기체상태로 변하게 되어 다시 압축기(110)로 들어가는 사이클을 반복하게 된다.

모터 직결형 차량의 주요 특징은 아이들 스톱 고(IDLE STOP & GO) 기능이 있다.

아이들 스톱 고(IDLE STOP & GO)란 차량의 정지 상태가 일정 시간(약 3초) 이상 유지(Engine Idle 상태)시 자동적으로 엔진을 정지시키고 운전자 의지 및 차량 자체 조건에 의해 재출발 요구시 자동적으로 스타터(Starter ; 기존12V 차량) 및 발전 기동기(IGS ; 42V 시스템 차량) 또는 모터(Motor ; 하이브리드 차량)등을 통해 엔진을 구동시켜 정상 운전이 가능하게 하는 기능을 말한다.

이 기능은 엔진 아이들(IDLE)시 차륜의 구동과 무관한 연료 소비가 발생하지 않도록 해주기 때문에 약 5~15%의 연비향상 및 배기가스 저감의 효과가 있다.

현재 적용된 모터 직결형 차량은 에어컨을 작동시켰을 때 압축기(110)가 엔진 동력을 이용하여 벨트를 통해 구동되어야 하므로, 아이들 스톱 고(IDLE STOP & GO)기능을 수행할 수 없는 단점이 있다.

현재는 대부분의 모터 직결형 차량은 운전자가 에어컨을 구동할 때에는 아이들 스톱 고(IDLE STOP & GO) 기능이 수행되지 않도록 제어하고 있다.

또한, 기존 에어컨 시스템이 장착된 경우에 엔진 회전수가 저속일 경우, 압축기(110)의 회전수가 낮으므로, 냉방성능이 저하된다.

또한, 압축기(110)가 동작 할 경우는 엔진의 동력을 직접 사용하게 되므로, 가속시나 등판시에 차량 동력성능이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 기계식 에어컨 시스템과 전기식 에어컨 시스템을 구비하여 차량의 주행상태에 따라 선택적으로 구동시켜 차량 동력성능의 향상을 기하면서 냉방성능의 저하를 방지할 수 있는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치 및 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 모터 직결형 차량에 적용되고 있는 에어컨 시스템 구성을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치 구성을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모터 직결형 차량에 적용되고 있는 에어컨 시스템 구성을 도시한 도면.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어방법을 도시한 흐름도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 모터 직결형 차량의 에어컨 시스템 제어장치에 있어서, 상기 차량의 에어컨 구동 조건을 검출하는 에어컨 구동 조건 검출부와; 상기 차량의 에어컨 구동에 관련된 데이터를 저장하는 메모리부와; 상기 에어컨 구동 조건 검출부를 통해 입력되는 각각의 신호를 분석하고, 상기 분석된 신호와 상기 메모리부에 저장된 에어컨 구동 관련 데이터를 비교하여 해당되는 에어컨 구동 제어신호를 공급하는 에어컨 제어부와; 상기 에어컨 제어부를 통해 공급되는 에어컨 구동 제어신호의 입력에 따라 구동되어 상기 차량의 냉방동작을 수행하는 하이브리드 에어컨 시스템을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 모터 직결형 차량의 에어컨 시스템 제어방법에 있어서, 상기 차량의 에어컨 구동 조건을 검출하는 단계와; 상기 검출된 차량의 에어컨 구동 조건에 따라 상기 차량의 엔진 동력을 사용하여 차량의 냉방을 수행하는 기계식 에어컨 시스템과, 상기 기계식 에어컨 시스템과는 별도로 상기 차량의 배터리 전원을 사용하여 상기 차량의 냉방을 수행하는 전기식 에어컨 시스템으로 구성되는 하이브리드 에어컨 시스템의 구동 제어동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2와 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템(240) 제어장치 구성을 설명한다.

본 발명의 실시예는 모터 직결형 차량의 에어컨 시스템 제어장치에 있어서, 에어컨 구동 조건 검출부(210), 메모리부(220), 에어컨 제어부(230), 하이브리드 에어컨 시스템(240)을 포함하여 구성한다.

에어컨 구동 조건 검출부(210)는 차량의 에어컨 구동 조건을 검출하는 기능을 한다.

에어컨 구동 조건 검출부(210)는 하이브리드 에어컨 시스템(240)의 구동상태를 단속하는 에어컨 스위치(201)와; 차량의 실내 온도(Tin)를 검출하는 차량 실내 온도 검출부(203)와; 차량의 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출부(205)와; 차량의 배터리 충전용량(SOC)을 검출하는 배터리 용량 검출부(207)와; 하이브리드 에어컨 시스템(240)을 구성하는 증발기의 냉매 온도를 검출하는 증발기 냉매 온도 검출부(209)를 포함하여 구성한다.

메모리부(220)는 롬(ROM)과 램(RAM)으로 구성하며, 본 발명에 따른 차량의 에어컨 구동에 관련된 데이터를 저장한다.

에어컨 제어부(230)는 에어컨 구동에 관련된 전반적인 제어동작을 수행하는마이크로 프로세서로 구성하며, 특히, 본 발명의 실시예에서는 에어컨 구동 조건 검출부(210)를 통해 입력되는 각각의 신호를 분석하고, 분석된 신호와 메모리부 (220)에 저장된 에어컨 구동 관련 데이터를 비교하여 해당되는 에어컨 구동 제어신호를 공급한다.

하이브리드 에어컨 시스템(240)은 에어컨 제어부(230)를 통해 공급되는 에어컨 구동 제어신호의 입력에 따라 구동되어 차량의 냉방동작을 수행한다.

하이브리드 에어컨 시스템(240)은 차량의 엔진 동력을 사용하여 차량의 냉방을 수행하는 기계식 에어컨 시스템(250)과; 기계식 에어컨 시스템(250)과는 별도로 차량의 배터리 전원을 사용하여 차량의 냉방을 수행하는 전기식 에어컨 시스템 (260)을 포함하여 구성한다.

기계식 에어컨 시스템(250)은 차량 앞쪽에 제1 증발기(256)와 제1 블로워 유니트(258)를 두어 운전석과 조수석의 냉방에 효율적이며, 전기식 에어컨 시스템 (260)은 차량 뒤쪽에 제2 증발기(266)와 제2 블로워 유니트(268)를 설치하여, 뒷좌석의 냉방에 효율적인 기능을 수행한다.

본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 에어컨 시스템(240)은 특히 뒷좌석 탑승 공간의 냉방이 더욱 중요시되는 고급 차량의 경우에 더욱 적합하다.

기계식 에어컨 시스템(250)은 기계식 압축기(252)(MC : Mechanical Compressor), 제1 응축기(254)(Condenser), 제1 팽창 밸브(Expansion Valve), 제1 증발기(256)(Evaporate), 제1 블로워 유니트(258)(Blower Unit)를 포함하여 구성한다.

기계식 압축기(252)는 차량의 엔진과 벨트로 연결되어 구동되며, 저온 저압의 기체상태 냉매를 고온 고압의 기체상태 냉매로 만든다.

제1 응축기(254)는 기계식 압축기(252)로부터 공급되는 고온 고압의 기체상태 냉매를 응축시켜 고온 고압의 액체상태 냉매로 만든다.

제1 팽창 밸브는 제1 응축기(254)로부터 공급되는 고온 고압의 액체상태 냉매를 저압 액체상태 냉매로 만든다.

제1 증발기(256)는 제1 팽창 밸브를 통해 공급되는 저압 액체상태 냉매를 저압 기체상태 냉매로 만든다.

제1 블로워 유니트(258)는 제1 증발기(256)를 통해 냉각된 공기를 설정된 냉방 공간으로 공급한다.

전기식 에어컨 시스템(260)은 전기식 압축기(262)(EC : Electrical Compressor), 제2 응축기(264)(Condenser), 제2 팽창 밸브(Expansion Valve), 제2 증발기(266)(Evaporate), 제2 블로워 유니트(268)(Blower Unit)를 포함하여 구성한다.

전기식 압축기(262)는 차량의 배터리 전원을 공급받아 구동되며, 저온 저압의 기체상태 냉매를 고온 고압의 기체상태 냉매로 만든다.

제2 응축기(264)는 전기식 압축기(262)로부터 공급되는 고온 고압의 기체상태 냉매를 응축시켜 고온 고압의 액체상태 냉매로 만든다.

제2 팽창 밸브는 제2 응축기(264)로부터 공급되는 고온 고압의 액체상태 냉매를 저압 액체상태 냉매로 만든다.

제2 증발기(266)는 제2 팽창 밸브를 통해 공급되는 저압 액체상태 냉매를 저압 기체상태 냉매로 만든다.

제2 블로워 유니트(268)는 제2 증발기(266)를 통해 냉각된 공기를 설정된 냉방 공간으로 공급한다.

증발기 냉매 온도 검출부(209)는 제1 증발기 냉매 온도(Teva_mech)를 검출하는 제1 증발기 냉매 온도 검출부와, 제2 증발기 냉매 온도(Teva_elec)를 검출하는 제2 증발기 냉매 온도 검출부를 포함하여 구성한다.

여기서, 제1 증발기 냉매 온도 검출부와 제2 증발기 냉매 온도 검출부의 구성은 도시하지 않음에 유의해야 한다.

에어컨 제어부(230)는 에어컨 구동 조건 검출부(210)를 통해 입력되는 신호들을 분석하여 차량의 주행상태에 따라 각기 다른 에어컨 구동 제어신호를 하이브리드 에어컨 시스템(240)으로 공급한다.

에어컨 제어부(230)는 차량의 실내 온도(Tin)와 설정 온도(Tset)의 차이값(TD)을 계산하여 전기식 압축기(262)의 구동 회전속도를 결정하는데 사용한다.

예를 들어, 에어컨 제어부(230)는 차량의 주행상태가 아이들 스톱(IDLE STOP) 상태 또는 급가속 상태에 해당되면 기계식 에어컨 시스템(250)의 구동을 정지시키고, 제2 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 제2 증발기 냉매 온도(Teva_elec)에 따라 전기식 에어컨 시스템(260)의 구동을 제어한다.

또한, 에어컨 제어부(230)는 차량의 주행상태가 아이들 스톱(IDLE STOP) 상태이면, 배터리 충전용량(SOC)이 설정값 이상인 경우에만 기계식 에어컨 시스템(250)의 구동을 정지시키고, 제2 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 제2 증발기 냉매 온도(Teva_elec) 및 차량의 실내 온도(Tin)와 설정 온도(Tset)의 차이값(TD)에 따라 전기식 에어컨 시스템(260)의 구동을 제어한다.

이와는 반대로, 에어컨 제어부(230)는 배터리 충전용량(SOC)이 설정값 이상이 아닌 경우 엔진 재시동 제어동작을 수행한다.

한편, 에어컨 제어부(230)는 차량의 주행상태가 아이들 스톱(IDLE STOP) 상태 또는 급가속 상태가 아닌 일반 주행상태에 해당되면 제1 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 제1 증발기 냉매 온도(Teva_mech)에 따라 기계식 에어컨 시스템(250)의 구동을 제어한다.

또한, 에어컨 제어부(230)는 제1 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 제1 증발기 냉매 온도(Teva_mech)가 설정 온도(0.5℃) 이상이면 기계식 에어컨 시스템(250)으로 구동 제어신호를 공급한다.

그리고, 에어컨 제어부(230)는 기계식 에어컨 시스템(250)이 구동되는 상태에서 제2 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 제2 증발기 냉매 온도(Teva_elec) 및 차량의 실내 온도(Tin)와 설정 온도(Tset)의 차이값(TD)에 따라 전기식 에어컨 시스템(260)의 구동을 제어한다.

여기서, 에어컨 제어부(230)는 제2 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 제2 증발기 냉매 온도(Teva_elec)가 설정 온도(0.5℃) 이상이면 전기식 에어컨 시스템(260)으로 구동 제어신호를 공급한다.

도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템(240) 제어방법을 설명한다.

에어컨 제어부(230)는 도 4의 (S410~S420)에서 에어컨 구동 조건 검출부(210)를 통해 차량의 에어컨 구동 조건을 검출한다.

예를 들어, 도 4의 (S410)에서 에어컨 제어부(230)는 하이브리드 에어컨 시스템(240)의 구동상태를 단속하는 에어컨 스위치(201)의 온/오프(ON/OFF) 상태를 검출한다.

(S410)에서 에어컨 스위치(201)가 온(ON) 상태이면, 에어컨 제어부(230)는 (S412)으로 진행하여 차량 실내 온도 검출부(203)를 통해 차량의 실내 온도(Tin)를 검출한다.

즉, 에어컨 제어부(230)는 에어컨 스위치(201)가 온(ON)되면, 차량 실내 온도(Tin)와 운전자가 희망하는 실내 설정 온도(Tset)의 차이값(TD)을 계산한다.

만약, (S412)에서 계산된 차이값(TD)는 전기식 압축기(262)가 구동될 경우에 전기식 압축기(262)의 구동 회전속도를 결정하는데 사용된다.

에어컨 제어부(230)는 (S414)으로 진행하여 엔진 회전수 검출부(205)를 통해 차량의 주행상태를 검출한다.

(S414)에서 검출된 차량의 주행상태에서 엔진 회전수가 아이들 스톱(IDLE STOP) 상태이면 에어컨 제어부(230)는 (S416)으로 진행하여 배터리 용량 검출부(207)를 통해 차량의 배터리 충전용량을 검출한다.

에어컨 제어부(230)는 전술한 (S416)에서 검출된 배터리 충전용량(SOC)과 설정값(80%)을 비교하고, 비교된 배터리 충전용량(SOC)이 설정값 이상인 경우에만 도 6에 도시된 제어 흐름에 따라 전기식 에어컨 시스템(260)의 구동을 제어하는 동작을 수행한다.

이와는 반대로, 에어컨 제어부(230)는 전술한 (S416)에서 검출된 배터리 충전용량(SOC)이 설정값 이상이 아닌 경우 (S418)으로 진행하여 엔진 재시동 제어동작을 수행한다.

한편, 에어컨 제어부(230)는 전술한 (S414)에서 엔진 회전수가 아이들 스톱(IDLE STOP) 상태가 아니면, (S420)으로 진행하여 차량의 급가속 상태를 검출한다.

(S420)에서 차량의 주행상태가 급가속 상태이면 에어컨 제어부(230)는 도 6에 도시된 제어 흐름에 따라 기계식 에어컨 시스템(250)의 구동을 정지시키고 (S610), 제2 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 제2 증발기 냉매 온도 (Teva_elec) 및 온도 차이값(TD)에 따라 전기식 에어컨 시스템(260)의 구동을 제어한다(S612~S616).

이와는 반대로, 에어컨 제어부(230)는 전술한 (S420)에서 차량의 주행상태가 급가속 상태가 아닌 일반 주행상태에 해당되면 도 5에 도시된 제어 흐름에 따라 제1 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 제1 증발기 냉매 온도(Teva_mech)에 따라 기계식 에어컨 시스템(250)의 구동을 제어한다.

도 5를 참조하면, 에어컨 제어부(230)는 (S510)에서 제1 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 제1 증발기 냉매 온도(Teva_mech)가 설정 온도(0.5℃) 이상이면 (S512)으로 진행하여 기계식 에어컨 시스템(250)으로 구동 제어신호를 공급한다.

한편, 에어컨 제어부(230)는 전술한 (S510)에서 제1 증발기 냉매 온도 (Teva_mech)가 설정 온도(0.5℃) 미만이면 (S518)으로 진행하여 기계식 에어컨 시스템(250)으로 공급되는 구동 제어신호를 차단한다.

에어컨 제어부(230)는 기계식 에어컨 시스템(250)이 구동되면, (S514)으로 진행하여 제2 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 제2 증발기 냉매 온도(Teva_elec) 및 온도 차이값(TD)에 따라 전기식 에어컨 시스템(260)의 구동을 제어한다.

즉, 에어컨 제어부(230)는 기계식 에어컨 시스템(250)이 구동되는 상태에서 제2 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 제2 증발기 냉매 온도(Teva_elec)가 설정 온도(0.5℃) 이상이면 (S516)으로 진행하여 전기식 에어컨 시스템(260)으로 구동 제어신호를 공급한다.

한편, 에어컨 제어부(230)는 전술한 (S514)에서 제2 증발기 냉매 온도 (Teva_elec)가 설정 온도(0.5℃) 미만이면 (S520)으로 진행하여 전기식 에어컨 시스템(260)으로 공급되는 구동 제어신호를 차단한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 차량의 실내 온도(Tin)와 운전자의 희망설정 온도(Tset)에 따라 계산된 차이값(TD)을 기준으로 전기식 압축기(262)의 회전수를 결정하여 운전한다.

또한, 차량의 운전모드가 아이들 스톱(IDLE STOP) 모드 또는 급가속 모드시에는 기계식 압축기(252)를 동작시키지 않으므로, 전기식 압축기(262)의 회전수를 통상주행 모드보다는 빠르게 동작시켜 냉방성능을 향상하도록 제어한다.

또한, 제1, 제2 증발기(256, 266) 표면에 응결된 물이 얼지 않도록 하기 위해서, 제1, 제2 증발기의 냉매온도((Teva_mech, Teva_elec)가 설정 온도(0.5℃)도 보다 낮을 시에는 기계식 압축기(252) 또는 전기식 압축기(262)의 동작을 정지시키도록 제어한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치 및 방법은 가속시나 등판시에 기계식 에어컨을 동작을 정지시키고, 전기식 에어컨 시스템만을 구동시켜 차량 동력성능의 향상을 기하면서 냉방성능의 저하도 막을 수 있다.

또한, 모터 직결형 차량의 특성인 아이들 스톱 고(IDLE STOP & GO)기능 수행시에도 에어컨의 동작이 가능하다.

엔진이 정지시에는 기계식 에어컨 시스템의 압축기의 동작이 정지하게 되므로 뒷좌석의 전기식 에어컨 시스템을 작동시켜 차량 내부의 냉방기능을 유지할 수 있게 한다.

또한, 기계식 압축기와 전기식 압축기 2개가 동시에 차량내의 냉방을 담당하게 되므로, 각각의 압축기 용량이 기존의 1개가 담당하던 용량의 절반 정도의 용량만 유지하면 된다.

기계식 압축기의 용량을 현재의 절반정도로 줄일 수 있으므로, 기계식 압축기를 소형화할 수 있고, 엔진룸의 공간확보 차원에서도 도움이 된다.

또한, 모터 직결형 차량에서는 제동시에 기존의 브레이크에서 열로 소산되는 에너지를 직결식 모터를 발전모드로 제어하여 전기 에너지로 회수(회생제동)되는 에너지를 이용하여 전기식 압축기를 구동하게 되므로, 연비 향상에 도움을 줄 수 있다.

기계식 에어컨 시스템만 장착된 차량의 경우, 아이들(IDLE)시에 엔진회전수가 낮으므로 압축기가 저속으로 회전하게 되므로, 냉방성능이 떨어지는 경우가 많다.

하이브리드 에어컨 시스템은 아이들(IDLE)시나 엔진 회전수가 낮을 경우, 전기식 압축기를 고속으로 회전시켜 기계식 압축기의 성능 저하를 보상하게 되므로, 차량의 실내 온도(Tin)를 탑승자가 원하는 온도로 성능을 발휘할 수 있다.

기계식 에어컨 시스템이 장착된 차량의 경우, 초기 쿨링 다운(Cooling Down)성능이 떨어지며, 탑승자가 설정한 온도까지 차량의 실내 온도(Tin)를 맞추는데 시간이 많이 소요된다.

하이브리드 에어컨 시스템을 장착한 차량의 경우는 에어컨 시스템이 구동되는 초기에는 전기식 압축기를 고속으로 운전시켜 빠른 시간 내에 차량의 실내 온도(Tin)를 낮출 수 있으므로, 초기 쿨링 다운 성능을 향상시킬 수 있다.

일반적으로, 뒷좌석 에어컨이 장착되지 않은 차량의 경우 앞좌석에 비하여, 뒷좌석의 온도가 더 높다.

하이브리드 에어컨 시스템의 경우는 뒷좌석에 전기식 에어컨 시스템이 장착되므로, 뒷좌석의 냉방성능을 더욱 강화할 수 있고, 앞좌석과 뒷좌석의 실내 온도 제어를 독립적인 제어도 가능한 효과가 있다.

Claims

모터 직결형 차량의 에어컨 시스템 제어장치에 있어서,

상기 차량의 에어컨 구동 조건을 검출하는 에어컨 구동 조건 검출부와;

상기 차량의 에어컨 구동에 관련된 데이터를 저장하는 메모리부와;

상기 에어컨 구동 조건 검출부를 통해 입력되는 각각의 신호를 분석하고, 상기 분석된 신호와 상기 메모리부에 저장된 에어컨 구동 관련 데이터를 비교하여 해당되는 에어컨 구동 제어신호를 공급하는 에어컨 제어부와;

상기 에어컨 제어부를 통해 공급되는 에어컨 구동 제어신호의 입력에 따라 구동되어 상기 차량의 냉방동작을 수행하는 하이브리드 에어컨 시스템을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 에어컨 구동 조건 검출부는

상기 하이브리드 에어컨 시스템의 구동상태를 단속하는 에어컨 스위치와;

상기 차량의 실내 온도(Tin)를 검출하는 차량 실내 온도 검출부와;

상기 차량의 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출부와;

상기 차량의 배터리 충전용량(SOC)을 검출하는 배터리 용량 검출부와;

상기 하이브리드 에어컨 시스템을 구성하는 증발기의 냉매 온도를 검출하는 증발기 냉매 온도 검출부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하이브리드 에어컨 시스템은

상기 차량의 엔진 동력을 사용하여 상기 차량의 냉방을 수행하는 기계식 에어컨 시스템과;

상기 기계식 에어컨 시스템과는 별도로 상기 차량의 배터리 전원을 사용하여 상기 차량의 냉방을 수행하는 전기식 에어컨 시스템을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치.
제3항에 있어서, 상기 기계식 에어컨 시스템은

상기 차량의 엔진과 벨트로 연결되어 구동되며, 저온 저압의 기체상태 냉매를 고온 고압의 기체상태 냉매로 만드는 기계식 압축기(MC : Mechanical Compressor)와;

상기 기계식 압축기로부터 공급되는 고온 고압의 기체상태 냉매를 응축시켜 고온 고압의 액체상태 냉매로 만드는 제1 응축기(Condenser)와;

상기 제1 응축기로부터 공급되는 고온 고압의 액체상태 냉매를 저압 액체상태 냉매로 만드는 제1 팽창 밸브(Expansion Valve)와;

상기 제1 팽창 밸브를 통해 공급되는 저압 액체상태 냉매를 저압 기체상태 냉매로 만드는 제1 증발기(Evaporate)와;

상기 제1 증발기를 통해 냉각된 공기를 설정된 냉방 공간으로 공급하는 제1블로워 유니트(Blower Unit)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치.
제4항에 있어서, 상기 전기식 에어컨 시스템은

상기 차량의 배터리 전원을 공급받아 구동되며, 저온 저압의 기체상태 냉매를 고온 고압의 기체상태 냉매로 만드는 전기식 압축기(EC : Electrical Compressor)와;

상기 전기식 압축기로부터 공급되는 고온 고압의 기체상태 냉매를 응축시켜 고온 고압의 액체상태 냉매로 만드는 제2 응축기(Condenser)와;

상기 제2 응축기로부터 공급되는 고온 고압의 액체상태 냉매를 저압 액체상태 냉매로 만드는 제2 팽창 밸브(Expansion Valve)와;

상기 제2 팽창 밸브를 통해 공급되는 저압 액체상태 냉매를 저압 기체상태 냉매로 만드는 제2 증발기(Evaporate)와;

상기 제2 증발기를 통해 냉각된 공기를 설정된 냉방 공간으로 공급하는 제2 블로워 유니트(Blower Unit)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치.
제5항에 있어서, 상기 증발기 냉매 온도 검출부는

제1 증발기 냉매 온도(Teva_mech)를 검출하는 제1 증발기 냉매 온도 검출부와;

제2 증발기 냉매 온도(Teva_elec)를 검출하는 제2 증발기 냉매 온도 검출부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치.
제6항에 있어서, 상기 에어컨 제어부는 상기 에어컨 구동 조건 검출부를 통해 입력되는 신호들을 분석하여 상기 차량의 주행상태에 따라 각기 다른 에어컨 구동 제어신호를 상기 하이브리드 에어컨 시스템으로 공급하는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치.
제7항에 있어서, 상기 에어컨 제어부는 상기 차량의 실내 온도(Tin)와 설정 온도(Tset)의 차이값(TD)이 설정값보다 작은 상태에서 상기 각기 다른 에어컨 구동 제어신호를 상기 하이브리드 에어컨 시스템으로 공급하는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치.
제7항에 있어서, 상기 에어컨 제어부는 상기 차량의 주행상태가 아이들 스톱(IDLE STOP) 상태 또는 급가속 상태에 해당되면 기계식 에어컨 시스템의 구동을 정지시키고, 제2 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 제2 증발기 냉매 온도(Teva_elec) 및 온도 차이값(TD)에 따라 전기식 에어컨 시스템의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치.
제9항에 있어서, 상기 에어컨 제어부는 상기 차량의 주행상태가 아이들 스톱(IDLE STOP) 상태이면, 배터리 충전용량(SOC)이 설정값 이상인 경우에만 기계식 에어컨 시스템의 구동을 정지시키고, 제2 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 제2 증발기 냉매 온도(Teva_elec) 및 온도 차이값(TD)에 따라 전기식 에어컨 시스템의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치.
제10항에 있어서, 상기 에어컨 제어부는 상기 배터리 충전용량(SOC)이 설정값 이상이 아닌 경우 엔진 재시동 제어동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치.
제7항에 있어서, 상기 에어컨 제어부는 상기 차량의 주행상태가 아이들 스톱(IDLE STOP) 상태 또는 급가속 상태가 아닌 일반 주행상태에 해당되면 제1 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 제1 증발기 냉매 온도(Teva_mech)에 따라 기계식 에어컨 시스템의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치.
제12항에 있어서, 상기 에어컨 제어부는 상기 제1 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 제1 증발기 냉매 온도(Teva_mech)가 설정 온도 이상이면 기계식 에어컨 시스템으로 구동 제어신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치.
제13항에 있어서, 상기 에어컨 제어부는 상기 기계식 에어컨 시스템이 구동되는 상태에서 상기 제2 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 제2 증발기 냉매 온도(Teva_elec)에 따라 전기식 에어컨 시스템의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치.
제14항에 있어서, 상기 에어컨 제어부는 상기 제2 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 제2 증발기 냉매 온도(Teva_elec)가 설정 온도 이상이면 전기식 에어컨 시스템으로 구동 제어신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어장치.
모터 직결형 차량의 에어컨 시스템 제어방법에 있어서,

상기 차량의 에어컨 구동 조건을 검출하는 단계와;

상기 검출된 차량의 에어컨 구동 조건에 따라 상기 차량의 엔진 동력을 사용하여 차량의 냉방을 수행하는 기계식 에어컨 시스템과, 상기 기계식 에어컨 시스템과는 별도로 상기 차량의 배터리 전원을 사용하여 상기 차량의 냉방을 수행하는 전기식 에어컨 시스템으로 구성되는 하이브리드 에어컨 시스템의 구동 제어동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어방법.
제16항에 있어서, 상기 에어컨 구동 조건을 검출하는 단계는

상기 하이브리드 에어컨 시스템의 구동상태를 단속하는 에어컨 스위치의 온/오프 상태를 검출하는 단계와;

상기 에어컨 스위치가 온된 상태에서 상기 차량의 실내 온도(Tin)를 검출하는 단계와;

상기 검출된 차량의 실내 온도(Tin)와 설정 온도(Tset)의 차이값(TD)을 계산하는 단계와;

상기 차량의 주행상태를 검출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어방법.
제17항에 있어서, 상기 검출된 차량의 주행상태에서 엔진 회전수가 아이들 스톱(IDLE STOP) 상태이면 상기 차량의 배터리 충전용량(SOC)을 검출하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어방법.
제17항에 있어서, 상기 검출된 차량의 주행상태에서 엔진 회전수가 아이들 스톱(IDLE STOP) 상태이고, 급가속 상태이면 기계식 에어컨 시스템의 구동을 정지시키고, 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 증발기 냉매 온도에 따라 전기식 에어컨 시스템의 구동을 제어하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어방법.
제18항에 있어서, 상기 차량의 주행상태가 아이들 스톱(IDLE STOP) 상태에서 배터리 충전용량(SOC)과 설정값을 비교하고, 상기 비교된 배터리 충전용량(SOC)이 설정값 이상인 경우에만 기계식 에어컨 시스템의 구동을 정지시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어방법.
제20항에 있어서, 상기 배터리 충전용량(SOC)이 설정값 이상이 아닌 경우 엔진 재시동 제어동작을 수행하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어방법.
제17항에 있어서, 상기 차량의 주행상태가 아이들 스톱(IDLE STOP) 상태 또는 급가속 상태가 아닌 일반 주행상태에 해당되면 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 증발기 냉매 온도에 따라 기계식 에어컨 시스템의 구동을 제어하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어방법.
제22항에 있어서, 상기 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 증발기 냉매 온도가 설정 온도 이상이면 기계식 에어컨 시스템으로 구동 제어신호를 공급하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어방법.
제23항에 있어서, 상기 기계식 에어컨 시스템이 구동되는 상태에서 상기 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 증발기 냉매 온도에 따라 전기식 에어컨 시스템의 구동을 제어하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어방법.
제24항에 있어서, 상기 기계식 에어컨 시스템이 구동되는 상태에서 상기 증발기 냉매 온도 검출부를 통해 입력되는 증발기 냉매 온도가 설정 온도 이상이면 전기식 에어컨 시스템으로 구동 제어신호를 공급하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터 직결형 차량의 하이브리드 에어컨 시스템 제어방법.