KR0135549B1 - 차량용 공조제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실제온도와 실내온도 센서의 검출값간의 차이를 보정하는 보정량을 추가함으로써, 공조제어 성능을 향상시킴과 더불어 차량의 실내를 보다 쾌적한 환경으로 만들어주는 것이 가능한 차량용 공조제어장치를 제공한다.

이를 위해 본 발명에 따른 차량용 공조제어장치는, 실내온도를 검출하는 실내온도검출수단(1)과, 외기 온도를 검출하는 외기온도 검출수단(2), 일사량을 검출하는 일사량 검출수단(3), 실내 습도를 검출하는 실내습도 검출수단(4), 냉각수의 온도를 검출하는 냉각수온도 검출수단(5) 및 이들 검출수단의 아날로그 입력신호를 디지탈 신호로 변환한 다음 필터링하고, 이 신호로 제어량을 연산하며, 이 연산결과인 제어량에 조작량을 결정하여 출력하는 제어수단(6, 7, 8)을 구비하여 구성된 차량용 공조제어장치에 있어서, 상기 제어수단(6, 7, 8)은 하기 식에 따른 제어 규칙을 실제의 실내온도와 상기 길의 검출값의 차이를 보정하는 것을 특징으로 한다.

Y=K1[Test-(Tincar+Δ)+K2·Tamb+K3·Qsun+K4

(단, Test는 설정온도, K1~K4는 실험적으로 결정되는 상수, Δ는 실제의 실내온도와 실내온도센서(1)의 검출값간의 차이를 보정하는 보정량이다.)

Description

차량용 공조제어장치

제1도는 전형적으로 사용되고 있는 차량용 공조제어장치의 블럭구성도,

제2도는 냉방시와 난방시에서의 실제의 실내온도와 실내온도 센서의 검출값간의 관계를 나타낸 그래프,

제3도는 냉방시와 난방시에서의 보정량(Δ)의 보정동작을 설명하기 위한 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 실내온도 센서,2 : 외기온도 센서,

3 : 일사량 센서,4 : 실내습도 센서,

5 : 냉각수온도 센서, 6 : 센서신호 입력부,

7 : 연상부,8 : 조작부,

9 : 흡입댐퍼 구동부,10 : 블로워모터 구동부,

11 : 공기혼합댐퍼 구동부,12 : 모드댐퍼 구동부,

13 : 압축기 구동부.

본 발명은 차량 공조 시스템의 제어장치에 관한 것으로, 특히 실내온도 센서의 장착위치가 부적절한 경우에 그 보상기능을 수행하여 실내온도를 정확히 제어할 수 있도록 한 차량용 공조제어장치에 관한 것이다.

제1도는 전형적으로 사용되고 있는 차량 공조제어장치를 나타낸 블럭구성도이고, 제2도는 냉방시와 난방시에서의 실제의 실내온도와 실내온도센서의 검출값간의 관계를 나타낸 그래프이다.

제1도에 나타낸 바와 같이, 차량 공조제어장치는 실내온도를 검출하는 실내온도센서(1)와, 외기온도를 검출하는 외기온도 센서(2), 일사량을 검출하는 일사량 센서(3), 실내습도를 검출하는 실내습도 센서(4), 냉각수의 온도를 검출하는 냉각수 온도 센서(5), 이들 센서의 아날로그 입력신호를 디지탈 신호로 변환하고 필터링하는 센서 신호 입력부(6), 이 센서 신호 입력부(6)의 출력신호로 제어량을 연산하는 연산부(7), 이 연산부(7)의 연산결과인 제어량에 따라 조작량을 결정하여 출력하는 조작부(8), 실내외기의 도입을 전환하는 흡입댐퍼를 구동하기 위한 흡입댐퍼 구동부(9), 실내로 공기를 송풍하는 블로워모터를 구동하기 위한 블로워모터 구동부(10), 히터의 통과 공기량의 조절에 의해 실내 토출온도를 제어하는 공기혼합댐퍼를 구동하기 위한 공기혼합댐퍼 구동부(11), 실내의 공기 배출방향을 조절하는 모드댐퍼를 구동하기 위한 모드 댐퍼 구동부(12) 및, 압축기를 구동하기 위한 압축기 구동부(13)로 구성된다.

상기 구성으로 된 종래의 공조제어장치는, 미리 설정된 실내의 소망온도에 대하여 다음의 식(1)과 같이 실내온도 센서(1)의 검출값(Tincar)을 피드백제어함과 더불어 결정된 실내의 열적평형조건을 만족시키도록 외기온도 센서(2)의 검출값(Tamb)과 일사량 센서(3)의 검출값을 피드포워드(feel-forward) 제어하여 블로워모터의 듀티비(Duty Ratio), 공기혼합댐퍼와 모드댐퍼의 위치제어신호 및 압축기 클러치의 온/오프 제어 신호등을 출력하면서 실내공기온도를 조절하도록 되어 있다.

Y = K1(Tset-Tincar)+K2·Tamb+K3·Qsun+K4 ………… (1)

여기서, Tset는 설정온도이고,

K1~K4는 실험적으로 결정되는 상수이다.

그러나, 상기와 같은 식(1)에 따른 제어규칙은 차량 실내의 특성상 실내온도센서(1)의 위치에 따라 제어성능이 크게 좌우되기 때문에, 실내온도센서(1)의 위치가 부적절한 경우에는 그 성능이 매우 열화될 우려가 있다. 즉, 실내온도 센서(1)가 차량 실내의 천정부분에 장착되는 경우, 외기온도가 높거나 일사량이 클 때는 차량 외부와의 열전달에 의해 실제의 실내온도보다 실내온도 센서(1)의 온도가 높아지기 때문에, 이 온도를 설정온도에 맞도록 낮추는 방향으로 제어가 수행된다.

그 결과, 실제의 온도는 제2도에 나타낸 바와 같이 설정온도보다 낮아져 버리게 된다. 반대로, 외기온도가 낮은 경우는, 실제의 실내 온도보다 실내온도 센서(1)의 검출값이 낮아지기 때문에, 최종적으로 제어된 실내온도는 설정온도보다 높게 도달하게 된다. 그 결과, 사용자는 매우 불쾌한 환경에 처하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 안출된 것으로서, 실제온도와 실내온도 센서의 검출값간의 차이를 보정하는 보정량을 추가함으로써, 공조제어 성능을 향상시킴과 더불어 차량의 실내를 보다 쾌적한 환경으로 만들어 주는 것이 가능한 차량용 공조제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 차량용 공조제어장치는 실내온도를 검출하는 실내온도센서, 외기 온도를 검출하는 외기온도센서, 일사량을 검출하는 일사량 검출수단, 실내습도를 검출하는 실내습도센서, 냉각수의 온도를 검출하는 냉각수 온도센서, 이들 검출수단의 아날로그 입력신호를 디지탈 신호로 변환한 다음 필터링하고, 이 신호로 제어량을 연산하며, 이 연산결과인 제어량에 따라 조작량을 결정하여 출력하는 제어수단을 구비한 차량용 공조제어장치에 있어서, 상기 제어수단은 하기 식에 따른 제어규칙으로 실제의 실내온도와 상기 실내온도센서의 검출값의 차이를 보정하도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.

Y=K1[Test-(Tincar+Δ)+K2·Tamb+K3·Qsun+K4

단, Test는 설정온도, K1~K4는 실험적으로 결정되는 상수, Δ는 실제의 실내온도와 실내온도 센서 검출값간의 차이를 보정하는 보정량이다.

이하에서는, 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

먼저, 제1도 및 제3도를 참조하면서 본 발명에 따른 차량용 공조제어장치의 특징에 대해 설명한다. 제1도는 상기한 바와 같이 전형적으로 사용되고 있는 차량용 공조제어장치의 블럭구성도이고, 제3도는 냉방시와 난방시에서의 보정량(Δ)의 보정동작을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은, 실제온도와 실재온도 센서의 검출값간의 차이를 보정하는 보정량(Δ)을 추가함으로써, 실내온도센서(1)가 차량 실내의 평균온도를 반영할 수 없는 위치에 있더라도 이를 보상해 탑승자가 소망하는 설정온도로 정확히 제어할 수 있도록 한 점에 특징이 있다.

즉, 식(2)는 본 발명의 제어식으로 실제의 차실내온도와 실내온도 센서(1)의 검출값의 차이를 보정할 수 있다.

Y=K1[Test-(Tincar+Δ)+K2·Tamb+K3·Qsun+K4 ………… (2)

여기서, Test는 설정온도, K1~K4는 실험적으로 결정되는 상수, Δ는 실제의 실내온도와 실내온도 센서(1)의 검출값간의 차이를 보정하는 보정량이다.

상기 식(2)의 Δ는 외기온도와 일사량에 따라 그 값이 결정되는 것으로, 제3도와 같이 외기온도와 일사량이 큰 경우(냉방시)는 감소하고, 외기온도가 낮을 수록(난방시) 증가하여 실제의 실내온도가 설정온도와 일치하게 제어되도록 보정하는 기능을 수행하는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 차량용 공조제어장치에 의하면, 제어식에 실내 온도센서(1)의 위치가 부적당한 경우의 보정량을 추가함으로써, 차량 설계시 센서부 배선작업의 자유도를 향상시켰으며, 실내온도 센서(1)가 차량 실내의 평균온도를 반영할 수 없는 위치에 있더라도 이를 보상해 탑승자가 소망하는 설정 온도로 정확히 제어하여 차량 실내의 열적 쾌적성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 실내 온도를 검출하는 실내온도 센서(1), 외기온도를 검출하는 외기온도센서(2), 일사량을 검출하는 일사량 검출수단(3), 실내습도를 검출하는 실내습도센서(4), 냉각수의 온도를 검출하는 냉각수온도센서(5) 및이들 검출수단의 아날로그 입력신호를 디지탈 신호로 변환한 다음 필터링하고, 이 신호로 제어량을 연산하며, 이 연산결과인 제어량에 따라 조작량을 결정하여 출력하는 제어수단(6,7,8)을 구비하여 구성된 차량용공조제어장치에 있어서, 상기 제어수단(6,7,8)은, 하기 식에 따른 제어규칙으로 실제의 실내온도와 상기 실내온도센서의 검출값의 차이를 보정하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조제어장치.

   Y=K1[Test-(Tincar+Δ)+K2·Tamb+K3·Qsun+K4

   여기서, Test는 설정온도, K1~K4는 실험적으로 결정되는 상수, Δ는 실제의 실내온도와 실내 온도 센서(1)의 검출값간의 차이를 보정하는 보정량이다.
2. 제1항에 있어서, 상기 보정량 Δ는 외기온도와 일사량이 큰 경우(냉방시)는 감소하고, 외기온도가 낮을수록(난방시) 증가하여 실제의 실내온도가 설정온도와 일치하게 제어되도록 보정하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조제어장치.