KR100187739B1

KR100187739B1 - 자동차용 공기조화 장치의 제어 시스템

Info

Publication number: KR100187739B1
Application number: KR1019960046980A
Authority: KR
Inventors: 히로유끼 우레시노; 에이지 다까하시; 고우지 이와하시; 다까시 마쯔모또; 요시노리 사또
Original assignee: 오오노 하루오; 칼소닉 가부시키가이샤
Priority date: 1995-10-19
Filing date: 1996-10-19
Publication date: 1999-06-01
Also published as: JPH09109662A; US5803355A; DE69612454T2; KR970020522A; EP0769398A1; EP0769398B1; JP3601888B2; DE69612454D1

Abstract

본 발명은 구성이 간단한 자동차용 공기조화 장치의 제어 시스템을 제공하는 것으로, 종래기술에서는 많은 통신선(즉, 총 21개의 선)의 사용과 서로 다른 유형의 액츄에이터(1, 2 및 3)의 사용으로 제어 시스템 및 그로 인해 공기조화 장치가 복잡하고 고가인 구성에 이르게 되었다.

따라서 상기 단점을 해결하기 위해, 본 발명의 자동차용 공기조화 장치의 제어 시스템은 다양한 공기흐름 모드를 제공하는 다수의 제어 도어를 내부에 갖는 가열기/냉각기 유닛을 구비한다. 제어 도어를 액츄에이트하기 위한 다수의 동일한 액츄에이터가 사용된다. 각각의 액츄에이터는 대응하는 제어 도어를 구동하기 위한 전기 모터, 상기 대응하는 제어 도어에 의해 추정된 현재의 각도 위치를 나타내는 현재 위치 신호를 발행하기 위한 위치 검출기, 및 그것에 인가된 목표 위치 신호는 물론 상기 현재 위치 신호 모두를 처리함으로써 상기 전기 모터를 제어하기 위한 제어 회로를 구비한다. 제어 유닛은 제어 유닛과 각 액츄에이터간에 수행된 다중통신으로서 액츄에이터를 전체적으로 제어하기 위해 부가적으로 사용된다. 제어 유닛은 각 액츄에이터에 목표 위치 신호를 발행한다.

Description

자동차용 공기조화 장치의 제어 시스템

본 발명은 총체적으로 자동차용 공기조화 장치(an automotive air conditioning device)에 관한 것으로, 더 상세하게는 구성이 간단한 자동차용 공기조화 장치의 제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용 공기조화 장치는 그 가열기/냉각기 유닛에 예를 들면 모드 도어(a mode door), 공기 혼합 도어, 흡입 도어 등의 다양한 제어 도어를 갖는다. 이들 제어 도어(control doors)는 제어 유닛에 의해 제어되는 각각의 액츄에이터에 의해 액츄에이트된다. 흔히, 액츄에이터는 대응하는 제어 도어를 구동시키는 전기 모터가 내부에 설치되어 있다.

본 발명의 설명을 명확히 하기 위해, 자동차용 공기조화 장치를 제어하기 위한 종래의 한가지 제어 시스템이 첨부하는 도면인 제9도를 참조로 서술될 것이다.

도면에서, 참조번호 1은 모드 도어를 액츄에이트하는 모드 도어 액츄에이터이고, 2는 공기 혼합 도어를 액츄에이트하는 공기 혼합 도어 액츄에이터이고, 3은 흡입 도어를 액츄에이터하는 흡입 도어 액츄에이터이다. 이들 액츄에이터(1, 2 및 3)는 총체적으로 제어 유닛 (4)에 의해 제어된다. 제어 스위치와 표시 장치가 그 위에 장착된 제어 패널(5)는 제어 유닛(4)에 접속된다.

액츄에이터(1, 2 및 3)는 전기 모터(6)가 내부에 설치된 유형이다. 대응하는 제어 도어의 각도 위치를 검출하는데 필요한 개별적인 작업으로 인해, 세 개의 액츄에이터(1, 2 및 3)는 서로 다른 구성을 갖는다. 즉, 모드 도어 액츄에이터(1)는, 제어 도어가 링크된 액츄에이터의 출력축이 이동함에 따라 턴 온 및 오프되는 패턴형(a pattern type) 위치 감지기(7)를 내부에 갖는다. 5가지 공기 흐름 모드를 이용할 수 있는 제9도의 예에서, 9개의 통신선이 사용된다. 공기 혼합 도어 액츄에이터(2)는 그 크기가 공기 혼합 도어의 현재의 각도 위치를 나타내는 전압 신호를 출력하기 위한 액츄에이터의 출력축이 이동함에 따라 그 슬라이더가 이동되는 가변 저항기인 포텐쇼-밸런스-저항기(a potentio-balance-resistor)(PBR)(8)를 내부에 갖는다. 도시된 예에서, 5개의 통신선이 사용된다. 반면에, 흡입 도어 액츄에이터(3)는 패턴형인 위치 감지기(9)를 내부에 갖는다. 세가지 공기 흡입 모드를 이용할 수 있는 도시된 예에서, 7개의 통신선이 사용된다.

즉 제9도에 도시된 종래의 제어 시스템에서, 총 21개의 통신선이 제어 유닛(4)과 일단의 액츄에이터(1, 2 및 3) 사이에 사용된다. 이와 같은 통신선의 사용으로, 액츄에이터(1, 2 및 3)을 총체적으로 제어하기 위해 소위 병렬 통신이 수행된다. 제어 유닛(4)은 구동신호를 각 액츄에이터(1, 2 또는 3)의 모터로 보내기 위한 모터 구동 회로를 내부에 갖는다.

그러나, 이와 같이 많은 통신선(즉, 총 21개의 선)의 사용과 서로 다른 유형의 액츄에이터(1, 2 및 3)의 사용은 필연적으로 제어 시스템 및 그로 인해 공기조화 장치의 복잡하고 고가인 구성에 이르게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 단점이 없는 자동차용 공기조화 장치의 제어 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 자동차용 공기조화 장치의 제어 시스템이 제공되는데, 상기 시스템은 다양한 공기 흐름 모드를 제공하는 다수의 제어 도어를 내부에 갖는 가열기/냉각기 유닛; 대응하는 제어 도어를 구동하기 위한 전기 모터, 상기 대응하는 제어 도어에 의해 추정된 현재의 각도 위치를 나타내는 현재위치 신호를 발행하기 위한 위치 검출기, 및 그것에 인가된 목표 위치 신호는 물론 현재 위치 신호 모두를 처리하여 전기 모터를 제어하기 위한 제어회로를 포함하고 상기 제어 도어를 액츄에이트하기 위한 다수의 동일한 액츄에이터; 및 액츄에이터 각각에 목표 위치 신호를 발행하는 상기 제어 유닛과 각각의 액츄에이터간에 수행된 다중 통신으로서 액츄에이터를 총체적으로 제어하기 위한 제어 유닛을 구비한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점은 첨부하는 도면을 참조할 때 다음 설명으로부터 명확하게 될 것이다.

제1도는 본 발명의 한 실시예인 자동차용 공기조화 장치의 제어 시스템의 개략도.

제2도는 본 발명의 제어 시스템의 개략도.

제3도은 본 발명에 사용된 전기 회로도.

제4도는 일부 부품이 제거된 제3도의 전기 회로도.

제5a도, 제5bb, 제5c도, 제5d도 및 제5e도는 본 발명에 사용된 다중 통신 신호로서 운반된 다양한 신호 파형도.

제6도는 다중 통신 신호의 구성도.

제7도는 각 액츄에이터의 전기 모터를 제어하는 제어 회로의 블록도.

제8도는 D/A 변환기의 출력과 모터 정지 범위간의 관계를 도시하는 표.

제9도는 제1도와 유사한 도면으로, 자동차용 공기조화 장치의 종래의 제어 시스템을 도시하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 2, 3, 10a, 10b, 10c : 액츄에이터 4, 15 : 제어 유닛

5 : 제어 패널 6 : 전기 모터

7 : 감지기 8 : 위치 감지기

11 : 집적 회로 12 : 통신 제어부

13 : 모터 구동부 14 : 회로기판

16 : 전원선 17 : 통신서

18 : 접지선 19 : 제어기

20 : 배터리 22 : 슬라이더

24, 25, 33 : 비교기 26, 27 : 메모리

28 : 저항기 29 : 가산기

30 : 스위칭 회로 31 : 셀렉터

32 : D/A 변환기

제1도 및 제2도, 특히 제1도을 참조하면, 본 발명의 실시예인 자동차용 공기조화 장치의 제어 시스템이 도시되어 있다. 제1도에서, 참조번호 10a, 10b 및 10c는 모드 도어, 공기 혼합 도어 및 흡입 도어를 각각 액츄에이트하는 모드 도어 액츄에이터, 공기 혼합 도어 액츄에이터 및 흡입 도어 액츄에이터이다. 이들 도어는 공기조화 장치의 가열기/냉각기 유닛에 배치된다. 더 상세하게는, 모드 도어와 공기 혼합 도어는 유닛의 가열기/냉각기부에 설치되고, 흡입 도어는 그 공기 흡입부에 설치된다. 모드 도어는 다양한 공기 흐름 모드를 제공하는 기능을 하고, 공기 혼합 도어는 가열기/냉각기부의 하류단에 제공된 공기 혼합 챔버에 도달되는 냉각 공기량과 가열 공기량간의 비율을 바꾸는 기능을 한다. 흡입 도어는 공기 흡입부에 설치된 전기 팬에 의해 유입된 외부 공기량과 내부 공기량간의 비율을 바꾸는 기능을 한다.

본 발명에서, 세 개의 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)는 똑같은 형태라는 것에 주목하여야 한다. 즉, 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)는 대응하는 제어 도어를 구동시키는 전기 모터(6)와 도어 위치 검출기로서의 역할을 대응하는 포텐쇼-밸런스-저항기(PBR)(8)를 구비하는 소위 PBR형 액츄에이터이다. 상술된 바와 같이, PBR형 검출기(8)는 그 크기가 대응하는 제어 도어의 현재의 각도 위치를 나타내는 전압 신호를 출력한다. 각각의 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)에는 집접회로(IC)(11)가 내부에 설치되어 있다.

집적회로(11)는 외부 소자와 통신하는 제1 기능, 전기 모터(6)에 제어 신호를 발생하는 제2 기능 및 전기 모터(6)에 구동 신호를 발생하는 제3 기능인 세가지 기능을 갖는다. 집적회로(11)는 통신 제어부(12)와 모터 구동부(13)를 구비한다. 통신 제어부(12)는 PBR형 위치 검출기(8)에 접속되고, 제1 및 제2 기능 모두를 갖는다. 반면에, 모터 구동부(13)는 모터(6)에 접속되고, 제3 기능, 즉 통신 제어부(12)로부터 발행된 제어 신호에 따라 모터(6)를 구동하는 기능을 갖는다. 제2도에 도시된 바와 같이, 각 액츄에이터(10a, 10b 또는 10c)의 집적회로(11)는 회로기판(14)위에 장착된다.

세 개의 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)는 마이크로-컴퓨터가 내부에 설치된 제어 유닛(15)에 의해 총체적으로 제어된다.

액츄에이터(10a, 10b 및 10c)는 한 개의 전원선(16)과 한 개의 통신선(17)을 통해 제어 유닛(15)에 접속된다. 더 상세하게는 제어 유닛(15)으로부터, 세 개의 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)가 병렬로 접속된 2개의 선(16 및 17)만이 연장되어 있다. 각각의 액츄에이터(10a, 10b 또는 10c)는 대지에 접속된 접지선(18)을 갖는다. 따라서, 각각의 액츄에이터(10a, 10b 또는 10c)는 한 개의 전원선(16), 한 개의 통신선(17) 및 한 개의 접지선(18)을 갖는다. 즉, 제어 유닛(15)과 세 개의 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)간에 사용된 선의 수는 상술된 종래의 제어 시스템에 사용된 선의 수(즉, 21개)와 비교하여 상당히 적은 단지 9개이다.

즉, 본 발명의 제어 시스템에서는, 통신선(17)만을 사용하여, 제어 유닛(15)과 각각의 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)간에 양방향 통신 신호 흐름이 수행된다. 이와 같은 통신을 위해, 소위 직렬 전송이 사용된다.

제어 패널(5)은 제어 유닛(15)에 접속된다. 제어 패널(5)은 다수의 제어 스위치와 선을 통해 제어 유닛(15)에 접속된 다수의 표시장치가 그 위에 장착되어 있다. 제2도로부터 알 수 있는 바와 같이, 제어 패널(5)은 제어 유닛(15)이 설치되어 있는 제어기 (19)의 하우징에 부착된다. 참조번호 20은 제어기(19)에 접속된 배터리이다.

비록 도면에는 도시되지 않았지만, 제어 유닛(15)에는 예를 들면 객실의 공기 온도를 감지하는 내부 공기 온도 감지기, 외부의 공기 온도를 감지하는 외부 공기 온도 감지기 , 및 차량에 공급된 태양의 복사량을 감지하는 태양 복사량 감지기인 다량한 감지기가 접속되어 있다. 감지기와 제어 스위치로부터의 정보 신호를 처리하여 제어 유닛(15)은 단일 통신선(17)을 통해 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)에 명령 신호를 발행한다.

상술된 바와 같이, 제9도의 종래의 제어 시스템에서, 각 액츄에이터의 모터에 구동 신호를 발행하는 모터 구동 회로는 제어 유닛(4)에 설치된다. 반면에, 본 발명의 제어 시스템에서, 각각의 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)에는 이와 같은 모터 구동회로(13)가 설치되어 있다.

제3도에는 본 발명의 제어 시스템의 세부도면이 도시되어 있다. 도면을 간단히 하기 위해, 하나의 액츄에이터(10a)만이 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 제어 유닛(15)은 클럭 신호를 출력하기 위한 클럭 단자(CLK), 데이터 신호를 출력하기 위한 송신 단자(Tx), 및 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)로부터 신호를 수신하기 위한 수신 단자(Rx)가 제공된 마이크로컴퓨터(CPU)(21)를 구비한다. 이하 상세히 서술되는 바와 같이, 본 발명에서는 제어 유닛(15)에서 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)로 통신하기 위해, 클럭 신호와 데이터 신호 모두는 통신선(17)을 통해 흐른다. 클럭 단자(CLK)와 통신선(17)사이에는, 저항기 R1, 트랜지스터 T1 및 저항기 R2가 직렬로 배치되어 있다. 송신 단자(Tx)와 통신선(17)사이에는, 저항기 R3, 트랜지스터 T2 및 저항기 R4가 직렬로 배치되어 있다. 수신 단자(Rx)와 통신선(17)사이에는, 저항기 R5와 저항기 R6이 도시된 바와 같이 배치되어 있다. 즉, 전원(20)은 다이오드 D1를 통해 제어 유닛(15)에 접속된다. 전력은 저항기 R7를 통해 CPU(21)에 그리고 전원선(16)을 통해 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)에 공급된다.

각각의 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)는 전기 모터(6), PBR형 위치 감지기 (8) 및 집적회로 IC를 구비한다. 집적회로 IC의 수신단자 Rx'는 저항기 R8을 통해 통신선(17)에 접속된다. 집적회로 IC의 송신 단자 Tx'는 저항기 R9를 통해 통신선(17)에 접속된다. 집적회로 IC에의 전원 공급은 전원선(16)을 통해 이루어진다. 참조번호 R10은 보호 저항기이다. 모터(6)은 집적회로 IC의 임의의 단자에 접속된다. 집적회로 IC의 접지 단자는 접지선(18)을 통해 접지되어 있다. 위치 감지기(8)의 한 단자는 집적회로 IC)의 전원 단자(예를 들면, 5V)에 접속되고, 위치 감지기 (8)의 다른 단자는 접지선(18)에 접속된다. 따라서, 위치 감지기(8)는 0V에서 5V 범위의 전압을 출력한다. 제어 도어의 현재 위치는 위치 감지기(8)의 슬라이더(22)의 변위에 따라 위치 감지기(8)에서 출력된 전압으로 표현된다. 슬라이더(22)는 제어 도어의 선회 운동에 따라 이동된다. 위치 감지기(8)로부터의 전압 신호는 집적회로(11)의 소정 단자에 공급된다.

본 발명에서, PBR형 위치 감지기(8)의 패턴화된 저항부는 회로 기판(14)위에 인쇄되고, 슬라이더(22)는 상기 저항부 위를 슬라이드한다. 이와 같은 유형의 위치 감지기(8)는 구성이 간단하다.

위치 감지기(8)의 패턴화된 저항부는 두 개의 정지부(23a 및 23b)로서 슬라이더(22)의 양쪽에 형성된다. 하나의 정지부(23a)는 전원 단자(5V)에 접속되고, 다른 정지부(23B)는 접지선(18)에 접속된다. 즉, 집적회로(11) 등의 고장으로 인해, 슬라이더(22)는, 슬라이더(22)가 정지부(23a 또는 23b)와 접촉하는 끝단 위치에 도달할 때 전기 모터(6)는 강제로 정지된다.

다음에, 제어 시스템에서 수행된 통신이 제4도를 참조로 서술될 것이다.

상술된 바와 같이, 제어 유닛(15)에서 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)로 통신하기 위해, 클럭 신호와 데이터 신호 모두는 통신선(17)을 통해 동시에 전송된다. 도시된 바와 같이 각 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)의 집적회로(11)의 통신 제어부(12)는 제1 비교기(24), 제2 비교기(25) 및 트랜지스터 T3를 구비한다. 즉, 제1 비교기(24)는 데이터 신호가 공급되는 정(positive) 입력 단자와 임계값을 갖는 기준 신호가 공급되는 부(negative) 입력 단자를 갖는다. 기준 신호는 메모리(26)에서 나온다. 제2 비교기(25)는 클럭 신호가 공급되는 정입력 단자와 임계값을 갖는 기준 신호가 공급되는 부입력 단자를 갖는다. 기준 신호는 메모리(27)에서 나온다.

제어 유닛(15)에서 각각의 액츄에이터(10a, 10b 또는 10c)로 데이터가 전송되는 경우, CPU(21)의 클럭 단자(CLK)로부터의 클럭 신호(제5a도를 참조)와 CPU(21)의 송신 단자(Tx)로부터의 데이터 신호 (제5b도를 참조)가 합성되어 다중 통신 신호를 발생한다(제5c도를 참조). 다중 통신 신호는 통신선(17)을 통해 각 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)의 집적회로(11)의 통신 제어부(12)에 도달된다. 제5c도로부터 알 수 있는 바와 같이, 다중 통신 신호는 펄스의 높이로서 세가지 상태(즉, 하이(H), 로우(L) 및 오프(off)를 표현하도록 구성되어 있다. 하이 상태(H)에서는 데이터 신호와 클럭 신호 모두가 포함되는 반면에, 로우 상태(L)에서는 클럭 신호만이 포함된다. 따라서, 만약 제1 비교기(24)에 대한 임계값이 하이 상태(H)과 로우 상태(L)의 각각의 값사이의 중간값을 갖도록 설정되어 있고, 제2 비교기(25)에 대한 임계값이 로우 상태와 오프 상태의 각각의 값간의 중간값을 갖도록 설정되어 있으면, 제어 유닛(15)으로부터의 다중 통신 신호는 제1 및 제2 비교기(24와 25)에서 각각 데이터 신호와 클럭 신호로 분해될 수 있다. 즉, 제5도(c)로부터 알 수 있는 바와 같이, 제1 비교기(24)에서는, 제어 유닛(15)으로부터의 통신 신호가 데이터 임계값과 비교되는 한편, 제어 유닛(15)으로부터의 통신신호는 클럭 임계값과 비교된다. 통신 신호의 값이 데이터 임계값보다 높을 때, 제1 비교기(24)는 데이터 신호를 나타내는 ON 신호를 발행한다(제5도(d)를 참조). 통신 신호의 값이 클럭 임계값보다 높을 때, 제2 비교기(25)는 클럭 신호를 나타내는 ON 신호를 발행한다(제5도(e)를 참조). 상술된 방법과 유사하게, 제어 유닛(15)으로부터의 클럭 데이터는 각각의 액츄에이터(10a, 10b 또는 10c)에 공급된다.

따라서, 본 발명에서는, 신호 전송 수단을 갖는 신호 수신측(즉, 액츄에이터(10a, 10b 및 10c))을 제공할 필요가 없다. 즉, 본 발명에서는, 소위 자기-동기화통신이 수립된다. 각각의 액츄에이터(10a, 10b 또는 10c)는 통신 신호로부터 분해된 클럭 신호에 의해 제어된다.

상술된 바와 같이, 본 발명에서는, 제어 유닛(15)과 각 액츄에이터(10a, 10b 또는 10c)간의 통신을 위해, 다중 통신 신호가 이용된다. 이는 본 발명에서는 이와 같은 통신을 위해 단지 하나의 통신선(17)이 필요하다는 것을 의미한다.

비록 통신 신호가 상술된 바와 같이 하이(H)와 (L)형인 두가지 종류의 펄스를 갖도록 구성되었지만, 본 발명에서는 두 개 비트의 이진 데이터, 즉, 데이터의 코딩을 표현하기 위해 연속하는 세 개의 펄스가 사용된다, 즉, 펄스가 HHL 펄스이면 SOM이 표현되고, 만약 HHH 펄스이면 0가 표현되고, 만약 HLH 펄스이면, 1이 표현되고, 만약 HHL 펄스이면 10이 표현되고, 만약 HLL 펄스이면 11이 표현된다.

다중 통신에 사용된 직렬 신호는 제6도에 도시된 바와 같은 구성을 갖는다. SOM(메시지의 시작)은 송신의 시작을 나타내는 8/3 비트를 사용하는 부분이다. ADR(어드레스)은 액츄에이터(10a, 10b 또는 10c)의 어드레스를 나타내는 3비트를 사용하는 부분이다. 즉, 본 발명에서는 제어 유닛(15)으로부터의 공통 명령 신호가 액츄에이터(10a, 10b 및 10c) 모두에 동시에 인가되기 때문에, 이와 같은 ADR부분은 명령 신호를 구별하는데 사용된다. ENA(인에이블)은 모터(6)에 에너지가 공급되어야 하는 지 아닌지를 나타내는 1비트를 사용하는 부분이다. 이 부분으로서, 모터(6)는 비정상적인 상태에서 강제로 정지될 수 있다. DATA(데이타)는 대응하는 제어 도어의 목표 각도 위치인 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)를 제어하기 위한 다양한 정보를 나타내는 7비트를 사용하는 부분이다. PRTY(패리티)는 SDR, ENA 및 DATA를 위한 홀수 패리티를 나타내는 1비트를 사용하는 부분이다. 즉, 홀수일 때, ADR, ENA 및 DATA의 통신은 정상으로 판정되는 반면에, 짝수일 때, 상기 통신은 비정상으로 판정된다. 상술된 부분 SOM, ADR, ENA, DATA 및 PRTY는 제어 유닛(15)으로부터 각각의 액츄에이터(10a, 10b 또는 10c)에 공급되는 정보이다. POS(모터 위치)는 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)로부터 제어 유닛(15)에 전송될 1비트를 사용하는 부분이다. 즉, POS부분은, 대응하는 제어 도어가 목표 각도 위치를 추정하였는지 아니었는지를 나타낸다.

즉, 통신선(17)을 통해 흐르는 통신 신호는 제어 유닛(15)에서 액츄에이터(10a, 10b 또는 10c)로 전송되는 ADR, ENA, DATA 및 PRTY 부분과, 액츄에이터(10a, 10b 또는 10c)에서 제어 유닛(15)으로 전송되는 POS부분을 포함한다.

제어 유닛(15)으로부터 데이터를 수신하게 되면, 각각의 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)는 다음에 서술될 전기 회로의 도움으로 대응하는 전기 모터(6)를 동작시킨다.

제7도은 제1 및 제2 비교기(24와 25)로부터의 출력(즉, 데이터 신호와 클럭 신호)을 처리함으로써 전기 모터(6)를 실제로 제어하는 전기 회로의 세부 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 회로는 제1 비교기(24)로부터의 데이터 신호에 데이터가 포함되어 있는 제어 도어의 목표 각도 위치(목표값)의 디지탈 데이터를 일시적으로 저장하는 목표값 저항기(28)를 구비한다. 저항기(28)의 출력은 2(둘)가 목표값에 더해지는 가산기(29)에 공급된다. 제2 비교기(25)로부터의 클럭 신호는 선택적으로 변경된 두가지 종류의 출력을 갖는 스위칭 회로(30)에 공급된다. 저항기(28), 가산기(29) 및 스위칭 회로(30)로부터의 출력은 셀렉터(31)에 공급된다. 즉, 스위칭 회로(30)로부터의 출력 종류에 따라, 셀렉터(31)는 저항기(28)로부터의 출력 또는 가산기(29)로부터의 출력 즉, 목표값 신호(하위 한계값 신호)를 나타내는 (저항기(28)로부터의) 출력과 목표값에 2(둘)를 더하여 제공된 다소 상위의 목표값 신호(즉, 상위 한계값 신호)를 나타내는 (가산기(29)로부터의) 출력중 어느 하나를 선택한다. 셀렉터(31)의 출력은 셀렉터(31)로부터의 출력의 디지탈 데이터를 대응하는 아날로그 데이터로 변환하는 D/A 변환기(32)에 공급된다. D/A 변환기(32)로부터의 출력과 위치 감지기(8)로부터의 출력은 제3 비교기(33)의 정 및 부 단자에 각각 공급된다. 제3 비교기(33)로부터의 출력과 스위칭 소자(30)로부터의 출력은, 그것에 공급된 출력이 갖는 정보에 근거하여, 전기 모터(6)가 정상적인 방향, 반대 방향으로 실행되어야 하는지 또는 정지되어야 하는 지를 결정하는 ON/OFF 회로(34)에 공급된다. ON/OFF 회로(34)로부터의 출력은 ON/OFF 회로(34)에 의한 결정에 근거하여, 전기 모터(6)를 제어하는 모터 구동 회로(13)에 공급된다.

일반적으로, PBR형 위치 감지기(8)에서, 저항기 부분의 종단부(길이가 약 5%)는 검출 정확도가 미약하다. 즉, 그 영역에서, 선형도가 낮아진다. 이것에 비추어 이 종단부는 제어 도어의 위치를 검출하는데 사용되지 않고, D/A 변환기(32)는 0.05V 내지 4.95V 범위의 전압을 출력하도록 배치된다. 제어 도어의 각도 위치의 목표값은 7비트(0.05V 내지 4.95V의 범위를 128로 나눈다)로 표현된다.

상술된 바와 같이, 스위칭 회로(30)에 의해 전환된 클럭 신호에 따라, 셀렉터(31)는 D/A 변환기(32)에 저항기(28)로부터의 하위 한계값 신호 또는 가산기(29)로부터의 상위 한계값 신호중 어느 한 신호를 공급하여, 전기 모터(6)를 정상적인 방향, 반대 방향으로 동작하게 하거나 또는 정지하게 한다. 실제로, 제어 도어는 하위 한계값 신호에 의해 결정된 각도 위치와 상위 한계값 신호에 의해 결정된 각도 위치간의 위치를 취하도록 제어된다. 따라서, 제어 도어의 가장 바람직한 각도 위치는 저항기(28)로부터 나온 목표값에 1(일)을 더함으로서 제공되는, 하위 한계값과 상위 한계값간의 중간값에 의해 결정된다.

제8도은 D/A 변환기(32)의 출력의 분산과 전기 모터(6)가 정지되는 범위(즉, 모터 정지 범위)간의 관계를 도시한다.

한 개의 D/A 변환기(32)와 한 개의 비교기(33)를 사용하여 제어함으로써 제어오차를 극히 적게 한다. 그 이유는 D/A 변환기(32)의 정확도와 관련하여, 즉 상위 및 하위 한계값의 각각의 분산 A 및 B과 관련하여 다음에 설명될 것이다. 상위 및 하위 한계값이 단일 D/A 변환기(32)에 의해 출력되기 때문에, 이들이 개별적으로 산란되지 않아, 그들 사이의 상대적 분산은 극히 적다. 즉, 상위 및 하위 한계값은 그들 사이의 차이를 일정하게 유지하는 임의의 그러나, 실질적으로 동일한 오차를 갖게 된다. 이는, 모터 정지 범위의 분산이 극히 적어, 훨씬 좁은 모터의 정지 범위 C로서 모터(6)의 바람직하지 않은 헌팅 현상(HUNTING PHENOMENON)이 방지된다는 것을 의미한다. 결국, 도어 정지 위치설정 정확도 D가 향상된다. 가산기(29)만으로 상위 및 하위 한계값 모두를 준비함으로써 간단하며, 전기 회로의 비용이 낮아진다.

다음에, 본 발명의 장점이 서술될 것이다.

본 발명에서, 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)는 전기 모터가 내부에 설치된 PBR형 모터 액츄에이터 유형이고, 제어 유닛(15)과 각 액츄에이터(10a, 10b 또는 10c)간의 전기 접속은 전원선(16)과 통신선(17)만으로 달성되며, 각 액츄에이터(10a, 10b 또는 10c)의 제어는 통신선(17)으로 다중 통신을 이용함으로써 수행된다. 따라서, 제9도의 상술한 종래의 제어 시스템의 경우와 비교하여, 제어 유닛(15)과 각 액츄에이터(10a, 10b 또는 10c)를 전기적으로 접속시키는데 필요한 선의 수가 크게 절감된다. 즉, 본 발명에서는, 단지 두 개의 선이 요구된다. 반면에, 종래기술에서는 21개의 선이 요구된다.

세 개의 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)가 모두 동일하기 때문에, 제어 시스템은 구성이 간단하고 비용이 싸다. 즉, 본 발명에서는 서로 다른 유형의 액츄에이터를 사용할 필요가 없다.

종래의 제어 시스템의 경우에서와 달리, 본 발명에서의 모터 구동 제어는 집적회로(11)가 내부에 설치된 각각의 액츄에이터(10a, 10b 또는 10c)에 의해 실행된다. 따라서 제어 유닛(15)의 마이크로-컴퓨터(21)의 부하가 경감되어, 각 액츄에이터(10a, 10b 또는 10c)를 제어하기 위한 논리부가 간단해진다. 따라서, 본 발명의 제어 시스템은 간단하고 저렴한 소프트웨어로 동작될 수 있다.

각 액츄에이터(10a, 10b 또는 10c)가 간단하기 때문에, 제어 유닛(15)이 콤팩트한 크기로 만들어질 수 있다. 이로 인해, 제어 유닛(15)을 제어 패널(5) 및/또는 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)와 함께 용이하게 집적할 수 있게 된다.

모두 PBR형 위치 감지기인 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)의 사용으로 인해, 보조 장비의 개발이 용이하다.

비록 상기 설명이 세 개의 액츄에이터(10a, 10b 및 10c)가 제어 유닛(15)에 의해 제어되는 예에 관한 것이지만, 다중 통신에 사용된 직렬 신호의 ADR부분이 3비트를 갖는다면, 기껏 8(여덟)개의 액츄에이터가 제어 유닛(15)에 의해 제어될 수 있다.

Claims

자동차용 공기조화 장치의 제어 시스템에 있어서, 다양한 공기흐름 모드를 제공하는 다수의 제어 도어(a plurality of control doors)를 내부에 갖는 가열기/냉각기 유닛; 대응하는 제어 도어를 구동하기 위한 전기모터, 상기 대응하는 제어 도어에 의해 추정된 현재의 각도 위치를 나타내는 현재 위치 신호를 발생하기 위한 위치 검출기, 및 그것에 인가된 목표 위치 신호는 물론 상기 현재 위치 신호 모두를 처리함으로써 상기 전기 모터를 제어하기 위한 제어 회로를 각각 구비하는 제어 도어를 액츄에이트하기 위한 다수의 동일한 액츄에이터; 및 상기 각각의 액츄에이터에 상기 목표 위치 신호를 발생하는 상기 제어 유닛과 상기 각각의 액츄에이터간에 수행되는 다중 통신으로 상기 액츄에이터를 전체적으로 제어하기 위한 제어 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
제1항에 있어서, 상기 액츄에이터 모두는 상기 다중 통신이 수행되는 한 개의 통신선에 의해 상기 제어 유닛에 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
제2항에 있어서, 상기 위치 검출기는 그 크기가 제어 도어의 각도 위치에 따라 변하는 전압을 출력하도록 배치된 가변 저항기 유형인 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
제1항에 있어서, 각 액츄에이터의 제어 회로는 상기 제어 유닛으로부터 직렬 신호를 수신하고 직렬 신호에서 상기 목표 위치 신호를 추출하는 통신 제어부; 상기 통신 제어부로부터의 출력과 상기 위치 검출기로부터의 출력 모두에 근거하여, 전기 모터가 정상적인 방향, 반대 방향으로 동작되어야 하는지 또는 정지되어야 하는 지를 판단하는 판단부; 및 상기 판단부로부터의 출력에 근거하여, 상기 전기 모터를 제어하는 모터 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
제4항에 있어서, 각 액츄에이터의 제어 회로 각각은 집적회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.