KR100295307B1 - 자동차hvac장치를제어하는방법및제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 퍼지논리를 이용하여 자동차의 HVAC (heating, ventilation and air conditioning) 장치를 제어하는 방법과 제어장치에 관한 것이다. 이 제어장치는 자동차의 작동자에 의해 설정된 바와같은 소망의 차량 공기온도와 공기흐름을 발생시키도록, 여러 분위기 제어센서가 발생시킨 신호들에 응답한다. 비선형 보상을 행하고 또 승객이 안락함 수준을 기술하는데 사용할 수 있는 동일한 휴리스틱 용어로 제어가 표현되도록, 퍼지논리 계산이 퍼지룰과 멤버쉽 함수에 근거해 수행된다.

Description

[발명의 명칭]
자동차의 HVAC 장치를 제어하는 방법 및 제어장치
[관련출원]
본 발명은 발명의 명칭이 "소정의 온도범위내의 공기의 배출을 방지하기 위해 자동차의 HVAC 장치를 제어하는 방법 및 제어장치", 그리고 "자동차의 HVAC 장치를 제어하는 선형 제어 알고리즘을 수정하는 방법 및 장치" 인 미국 특허출원과 관련이 있으며, 발명사상의 실체가 동일한 이들 특허출원은 동일한 양수인에게 양도되었으며, 본 출원과 출원일이 동일하다.
[기술분야]
본 발명은 자동차의 HVAC 장치를 제어하는 방법 및 제어장치에 관한 것으로, 특히 퍼지논리를 이용하여 자동차의 HVAC 장치를 제어하는 방법 및 제어장치에 관한 것이다.
[배경기술]
자동차의 가열, 환기 및 공기조화(HVAC)장치의 근본적인 목적은 차량 승객이 안락감을 느끼게 만드는데 있다. 이와 같은 목적을 달성하기 위해서는, 객실조건을 형성하는 제어장치를 설계함에 있어 안락감과 이에 영향을 미치는 변수들의 관계를 고려하는 것이 중요하다. 인간이 느끼는 안락감이라는 것은 주어진 조건에 대한 물리적, 생물학적 및 심리적 반응을 포함하는 복잡한 작용인 것이다.
이러한 복잡성 때문에, 기술자들은 상기와 같은 제어장치, 즉 제어기의 설계전략에 있어 여러변수들은 물론, 이들 변수들간에 있을 수 있는 상호작용을 고려해야 한다.
안락감에 영향을 미치는 여러 변수들을 측정 및 제어하기 위해, 현대의 HVAC 장치는 여러 센서와 제어 엑추에이터를 가지고 있다. 전형적인 장치는 객실내에 온도센서를 가질 수도 있으며, 그 중 하나는 외부의 주변온도를 측정하고 다른것들은 장치의 여러 내부 작동온도를 측정한다. 승객은 설정온도 또는 다른 조정을 통해서 장치에 몇몇 입력을 할 수 있다. 태양의 가열온도, 습도 등을 측정하는 센서들을 추가로 장치에 제공할 수도 있다. 일련의 엑추에이터는 가변속도 송풍기, 공기온도 조절수단, 덕트 및 공기의 유동방향과 새공기와 재순환된 공기의 비율을 제어하는 도어들이 포함될 수도 있다.
상기 제어기는 가능한 조건의 범위를 분류하고 안락감을 얻는데 필요한 것을 결정하고, 그리고 사용되는 엑추에이터 세트에 대한 제어를 조화시키는 역할을 한다. 이 다중 입력, 다중 출력 제어문제는 제어이론중 어떤 범주에도 없다. 수행조건, 안락성은 잘 정의되는 공식이 아니라 경험적으로 결정되는 종종 일정치 않은 목표인 것이다. 특히, 안락성 제어는 온도제어와 동일하지 않다. 장치변수와 요망성능, 안락성간의 관계는 물론 장치의 응답은 대부분 선형적이지 않다. 또한, 모든 액추에이터와 제어에 이용되는 변수가 있지만 안락감을 얻을 수 없는 조건들이 있을 수도 있음을 알아야 한다.
실제로 크기, 에너지 소모, 비용 및 자동차가 노출될 수 있는 광범위한 조건의 범위를 고려하기 때문에, 장치의 구성은 간단하게 될 수 있으나, 필요한 것은 제공하지는 못한다. 이런 모든 고려대상들은 전통적인 제어이론에서 때때로 봉착하는 문제와 별개의 제어문제를 낳게 된다.
이와 같은 어려움에 대해서는 대부분의 제어장치 설계에 있어 친숙한 선형제어를 사용하고 있으며, 또 필요한 특정상황에 대처하기 위해 상기 선형제어를 패치인 특정응답(patched-in specific response)으로 보충한다. 달리 말하면, 전형적인 자동차 분위기 제어장치에는 안락한 실내환경을 유지하기 위해 선형 비례제어가 사용된다. 그러나. 승객의 주관적인 안락감의 관점에서 보면 상기 선형비례제어에는 2가지 중요한 제한이 있다: 먼저, 근본적으로 어떤 비선형인 제어상황이 모든 HVAC 장치에 존재하며, 두번째는 다음에 상세히 설명된 바와 같이, 요구되는 온도에 근사적으로 유지시키는 것만으로는 승객의 안락감을 보장할 수 없다는 것이다.
전형적인 HVAC 분위기 제어장치의 설계는 자동차가 겪게되는 극한적으로 높고 낮은 주변조건하에서 허용가능한 승객의 안락감 수준을 제공할 필요성에서부터 시작된다. 이러한 조건을 위해, 제어장치는 HVAC 장치가 어느 한 방향으로, 또는 다른 방향으로 피크출력에서 작동할 것을 요구하고 있다. 설계에 있어, 상기와 같은 극한상황에 대처하기 위해 효율적인 열전달과 설비용량이 집중적으로 고려해야할 사항들이다. 하나 이상의 입력신호가 안락성 제어의 어떤 수준이 달성될 수 있음을 지시한 후에, 제어장치는 효과적으로 포화된다.
이 상태에서 장치는 송풍기 속도. 배출공기의 위치(작동모드)및 냉각된 공기와 가열된 공기의 상대적인 혼합에 대한 제어를 조절한다. 이 영역에 대한 가장 간단한 제어 접근법은 제어가 두 극한점 사이에서 직선을 따라 행해지도록 하는 것이다. 이러한 선형 제어 알고리즘은 적절한 방법으로 출력을 조절하며, 또 두 극한부위의 설정위치에 근거하여 파라미터들을 쉽게 결정할 수 있다.
잘 정의된 HVAC 장치와 충분한 개발평가 시간을 가짐으로써, 다양한 작동조건에 대한 허용가능한 안락감 수준을 제공하기 위해 계수를 조정할 수 있다. 선형적인 접근법은 잘 이해할 수 있으며, 또 실행하기도 쉽다. 마이크로프로세서를 내장한 작은 제어기는 본질적으로 코드 라인의 갯수가 적다.
상기 선형 접근법은 비선형적인 상황을 다룸에 있어서는 명백히 제한이 있다. 모든 HVAC 장치는 여러 작동영역에서 비선형적으로 거동한다. 송풍기는 속도의 함수인 열전달은 비선형적이다. 장치 출력제한의 온세트(onset)는 요구되는 응답에 비선형적인 방식으로 영향을 미친다. 플랜트 제한에 영향을 미치는 영향은 추가적인 센서에 의해 탐지되는데, 예컨데 엔진 냉각제 온도(ECT)는 히터코어 온도와 상관관계가 있으며, 이 관계는 비선형적이다. 특정의 비선형 상황을 취급하는 방법은 이와 같은 비선형 상황이 발견되었을 때 일반적인 선형전략으로 논리적으로 수정을 행하는 것이다. 따라서, 추운날씨에 ECT가 문턱 값 이하로 내려가 히터코어가 객실을 난방할 수 없게 되면, 송풍기는 차단된다.
비선형성 문제에 대한 이와 같은 특별한 해결책은 나름대로 문제가 있다.
바이너리(binary)ECT 임계 스위치의 경우에는, 선형 전략과 상호 작용하는 것이 어렵게 된다. 임계 ECT 가 통과되면, 스위치는 송풍기를 작동시킨다. 차량이 저온이면, 송풍기는 즉시 가장 높은 설정에 이르게 되지만 이 때 두가지 문제가 발생한다. 첫 번째로 문제가 되는 것은, 완전 작동하는 송풍기에 의해 발생하는 잡음레벨이다. 두번째 문제는, 장치내에 잔류하는 모든 저온 공기가 승객의 발로 직접 보내져 불쾌감을 야기하는 것이다.
현재의 어려움외에도, 새로운 자동차 라인은 쉽게 극복할 수 없는 다른 문제를 발생시킨다. 현재의 자동차 설계에서 행해지고 있는 내부 및 언더후드(under hood)패키지 공간의 축소로 인해, 배출온도의 전달함수가 더욱더 비선형적으로 되는데, 주변온도의 극한에서 작동할 때는 특히 그러하다.
제어전략에서 크리스프(crisp, 퍼지에 반대되는 개념)논리의 응답은 인간의 안락감이 목표인 경우에는 적합하지가 않다. 대부분 사람들은 급격한 환경변화를 좋게 생각하지 않는다. 크리스프 논리 천이에 의한 갑작스런 변화의 효과는 입력 또는 출력 필터링으로 차단될 수 있다. 또한, 약간의 결과상태는 승객이 불쾌한 수준으로 경험하지 않는다. 예컨데, 히터 워밍업은 선형이거나 비선형이든지 간에 장치가 최대로 냉방되는 상태에서 더운날 안락감에 하등 영향을 미치지 않는다.
[퍼지논리 접근]
전술한 바와 같이, 대부분의 사람들에 대한 안락감의 표현은 그리 정확하지 않은 용어로서 기술된다. 안락감이라는 것을 어떻게 표현하는 가를 사람들에게 물어 본다면, 그들은 "다소 춥다", 또는 "매우 덥다"와 같이 답할 것이다. 한 개인의 안락감은 이와 같은 모호한 용어로 쉽게 표현될 수 있지만, 이와 같은 표현을 양적으로 해석하기는 더욱 어려워진다. 이처럼 안락감에 대한 표현이 본질적으로 정확하지 않기 때문에, 안락감 제어를 위한 전략을 구체화하는데 퍼지논리를 사용한다. 퍼지논리를 사용함으로써 모호하게 표현된 지식들을 병합하여 명확하고 계산가능한 답을 얻을 수 있다.
퍼지논리는 어떤 불확실성이나 모호함을 포함하는 지식을 다루는 방법론이다. 퍼지논리의 기초는 1965년 L.A. Zadeh 가 저술한 책 "Fuzzy Sets", INFORM. CONTR., 8pp. 338-353에서 발표되었다.
현재의 공학적 응용에서, Ebrahim Mamdani 가 저술한 책 "Application of Fuzzy Logic to Approximate Reasoning Using Linguistic Synthesis", IEEE TRANSACTION ON COMPUTERS.(1977)C-26, NO. 12, pp. 1182-1191 에 기술되어 있는 것처럼 "max-min" 퍼지추론이라 불리는 특정 방법으로서 퍼지논리가 제어문제에 가장 빈번하게 등장한다. 이 방법은 상이한 상황에 대한 적절한 제어응답의 근사적 지식을 특정 제어작용을 계산하기 위한 룰세트(rule set)에 병합시킨다. 상기 룰들은 "IF(상황이 유지됨), THEN(결과적인 제어작용을 행함)"의 용어로 표현된다. 특정의 결과적 작용이 취해지는 정도의 작용의 응답조건이 유지되는 정도에 달려있다. 상황 또는 결과적 제어작용의 언어적 표현은 구체화된 멤버쉽 함수를 통해 명확한 계산으로 번역된다. 상기 멤버쉽 함수는 입력변수, 즉 온도의 값에 따라, "온도가 높다"라는 표현이 의미하는 바를 그 부류에 속한 멤버쉽의 정도를 "높다"라고 규정함으로써 "온도가 높다"라는 표현을 양적으로 표현한다.
미국 특허 제5,148,977호는 벽온도를 감지하기 위해 적외선 센서를 사용하며, 퍼지논리를 이용하여 실내온도를 수정하기 위해 그 벽온도값을 사용한다.
미국 특허 제5,156,013호에는 발전기를 포함하는 흡수 냉동기를 위한 제어장치가 개시되어 있다. 발전기의 열량은 퍼지논리 계산으로 제어된다. 퍼지논리 알고리즘은 표준방식으로 출력값을 계산하기 위해 입력 및 출력 멤버쉽 함수의 표준 매트릭스 접근선택을 이용한다.
미국 특허 제4,914,924호에서는 파워트레인 성능과 공기조화 성능의 서로 상충하는 트레이드오프(tradeoff)를 조화시키기 위해 공기조화 장치의 상태와 함께 운전자의 의향을 감지한다. 공기조화 장치의 상태는 대부분의 장치에 사용되는 표준 센서들에 의해 감지된다. 표준 퍼지논리 추론은 일반적인 분위기 제어기능을 수행하는 것은 물론 트레이드오프를 분류해 내는데도 직접 사용된다.
[발명의 개요]
본 발명의 목적은 구조 및 기구의 결과로서 부정확성을 본질적으로써, 기존의 방법 및 제어 시스템에 비해 개선된 조절 및 안락성 수준을 제공하도록, 자동차의 HVAC 장치를 제어하는 비선형적 방법과 제어장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기한 목적 및 여타의 목적을 달성하기 위해, 공기의 흐름을 자동차의 객실내로 배출하는 자동차의 가열, 환기 및 공기조화(HVAC)장치를 자동제어하는 방법이 제공되는데, 상기 HVAC 장치는 가변속도 송풍기, 공기 온도조절수단, 덕트, 공기의 유동방향과, 새공기와 재순환된 공기의 비율을 제어하기 위한 여러 제어위치를 갖는 액추에이터, 그리고 객실내의 온도, 주변온도 및 타겟 설정온도를 감지하는 센서들로 이루어지며, 상기 제어방법은, 차이신호(difference signal)를 얻기 위해 객실 내부 온도와 타겟 설정온도의 차이를 결정하는 단계; 상기 차이신호와 송풍기의 속도간, 그리고 상기 차이신호와 액추에이터의 제어위치간의 퍼지룰과 멤버쉽 함수를 정의하는 단계; 및 상기 차이신호와 송풍기의 속도간, 그리고 상기 차이신호와 엑추에이터의 제어위치간의 퍼지룰과 멤버쉽 함수를 정의하는 단계; 및 상기 장치가 객실내로 온도 및 흐름을 갖는 공기를 배출하도록, 상기 차이신호, 멤버쉽 함수 및 퍼지룰에 근거하여 상기 엑추에이터의 위치 및 송풍기의 속도를 제어하기 위한 제어신호를 발생시키는 단계를 포함하는 제어방법에 있어서, 상기 공기흐름의 배출온도를 제어하기 위해 장치내에 포함된 온도 블렌드 도어의 위치를 변화시키도록 주변온도와 상기 차이신호에 좌우하여 퍼지 변수를 계산하는데 제어 알고리즘을 사용하며, 이 제어 알고리즘은 온도의 배제범위가 아래로부터 접근할 때는 이 온도의 배제범위의 하한 아래로 상기 배출온도를 효과적으로 유지하고, 온도의 배제범위가 위로부터 접근할 때는 이 배제범위 위로 상기 배출온도를 효과적으로 유지하여 상기 배출온도와 상기 블렌드 도어 위치사이의 관계가 히스테리시스 루프를 따르게 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 목적과 여타의 목적을 달성하기 위하여, 이상의 개개의 상기 단계를 수행하기 위한 장치가 제공된다.
이상과 같은 본 발명의 목적 및 다른 목적, 또 이점과 특징은 첨부된 도면과 함께 본 발명을 수행하기 위한 최상의 모드에 대한 이하의 상세한 설명을 참조함으로써 쉽게 할 수 있을 것이다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명에 따른 방법과 제어장치로 제어할 수 있는 공기취급 장치의 개략도.
제2도는 본 발명의 제어장치에 대한 개략 블럭도.
제3(a)도 내지 제3(e)도는 선행 멤버쉽 함수와 후속 멤버쉽 함수를 포함하는 송풍기 속도 룰세트의 그래프.
제4도는 제3(a)도 내지 제3(e)도의 결과를 도시한 응답표면 그래프.
제5(a)도 내지 제5(e)도는 선행 멤버쉽 함수와 이에 대응하는 멤버쉽 함수를 포함하는 모드변경 룰세트를 도시하는 그래프.
제6도는 제5(a)도 내지 제5(e)도의 룰세트로부터의 결과를 보여주는 응답표면 그래프.
제7(a)도 내지 제7(h)도는 선행 멤버쉽 함수와 이에 대응하는 멤버쉽 함수를 포함하는 오프셋 룰세트를 도시하는 그래프.
제8(a)도 내지 제8(c)도는 선행 멤버쉽 함수와 이에 대응하는 멤버쉽 함수를 포함하는 타겟조절 룰세트를 도시하는 그래프.
제9도는 주변온도의 함수로 나타낸 가변 타겟조절의 그래프.
제10(a)도 내지 제10(a)도는 선행 멤버쉽 함수와 후행 멤버쉽 함수를 포함하는 이득변수, G3, 룰세트를 도시하는 그래프.
제11(a)도 내지 제11(c)도는 선행 멤버쉽 함수와 후행 멤버쉽 함수를 포함하는 이득변수, G4, 룰세트를 도시하는 그래프.
제12도는 배제온도가 히스테리시스 루프로 표시되어 배출온도 대 블렌드도어 위치의 관계를 도시하는 그래프.
제13도는 송풍기 모터 전압과 블렌드 도어 위치 대 차량 내부 온도의 관계를 도시하는 그래프.
제14도는 설정온도를 75℉로 하여 종래기술과 본 발명에 대해 객실온도 대 주변온도의 관계를 도시하는 그래프.
제15도는 히터 워밍업시 송풍기 속도 대 엔진 냉각제 온도의 관계를 도시하는 그래프.
제16도는 제1도의 공기취급 장치의 한 모델에 대한 개략 다이어그램.
제17도는 입력온도를 가진 공기와 공기취급 장치 일부와의 단일 상호 작용예에 대한 개략 다이어그램.
[본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태]
일반적으로 자동차 내에서의 온도제어는 자동차 객실에 공급된 공기의 온도 및 유량을 조절하는 다양한 엑추에이터를 사용해 행한다. 제1도에는 참조번호 "20" 으로 표시되어 있는 공기취급 장치인 HVAC(heating ventilation and air conditioning)장치가 도시되어 있다. 이 장치(20)는 패널-서리제거 도어(Panel defrost door; 22), 플로어-패널 도어(24). 온도 블렌드 도어(26), 외부 재순환 공기 엑추에이터 도어(28)를 각각 포함한다. 이 도어(22, 24, 28)는 제1도에 도시된 바와 같이, 종래의 방식대로, 진공모터(도시안됨)에 의해 진공, 부분진공 및 비진공 위치사이에서 움직인다. 상기 도어(26)도 종래와 같은 방식으로 전기 서보모터로 움직인다.
상기 장치(20)는 또한 송풍기 휠(32)을 가지고 있는 가변속도 송풍기 모터, 즉 팬(30)을 포함하고 있다.
또한, 상기 장치는 전형적인 자동차 공기조화설비에 사용되는 히터코어(heater core; 34)와 증발기 코어(36)와 같은 가열요소와 냉각요소를 포함한다.
이들 개개의 요소는 온도, 공기유동의 방향 및 재순환 공기와 새공기와의 비율을 제어하기 위해 덕트(38)에 연결되어 있다.
객실에서의 공기의 온도 및 흐름을 자동제어하기 위해, 이 객실 내부 및 외부의 조건을 센서로 모니터하며, 전자 제어기는 이 센서가 지시하는 조건에 따라 장치의 엑추에이터를 제어하기 위한 신호를 발생시킨다. 제2도에 도시된 바와 같이, HVAC 장치의 전형적인 센서들은 차량 내부 온도: 주변(외부)공기온도, 엔진 냉각제 온도(ECT), 배출공기온도 및 선로드(sunload)를 표시하는 신호들을 발생시킨다. 또한, 운전자에 의해 수동으로 설정되는 바람직한 온도를 지시하는 정해진 신호, 즉 온도가 있다. 또, 차량 내부 온도 - 설정온도(차량 내부 온도 빼기 설정온도) 신호 및 설정온도 - 75 (설정온도 빼기 24℃ 또는 75℉) 신호가 발생, 즉 계산된다.
상기 신호들은 조정회로(42)에서 조정된 후, 입력신호로서 전자 제어기(40)에 공급된다. 이 제어기(40)는 입력신호를 스케일 조정하고, 하드웨어제어기(44)에서 사용되도록 스케일 조정된 출력신호를 제공하며, 다시 이 하드웨어 제어기는 상기 도어(22, 24, 26. 28)를 제어하여, 공기의 온도와 흐름 나아가 자동차 안에 있는 운전자와 승객의 안락감을 유지시킨다.
제16도에는, 제1도에 있는 분위기(climate)제어장치의 물리적 모델에 근거한 배기온도 모델이 도시되어 있다. 어느 특정 온도에서 소정의 공기를 얻는데 사용하는 과정은 상기 공기와 장치의 여러 구성요소 사이의 일련의 상호 작동들로 나눌 수 있다. 제17도에는 온도(Tin)에서의 공기와 온도(Telement)에서의 장치요소간의 상호 작동의 예가 도시되어 있다. 입력된 공기의 온도는 이 공기와 장치요소와의 접촉시간에 따라 장치요소의 온도쪽으로 감소한다.
상호 작용후 공기의 최종온도는, Tout, = Tin+(Telement- Tin) * (1 - e△t/t1l)로 표시되며, 여기서 Telenent는 장치요소의 온도, △t 는 상호 작동시간, 그리고 t1 은 상호 작용에 대한 시간상수이다. 상기 식에서 최종온도는 Telement와 Tin사이에 있음을 알 수 있다. 상호작용시간은 송풍기 속도의 함수이다: 상호 작용시간은 송풍기 속도에 반비례하지만, 히터코어(34)와 상호 작용하는 경우에는 데이타가 직접 비례함을 예상할 수 있다.
제16도의 장치는 재순환 도어(28)의 위치에 따라 주변온도(Tambient)또는 차량 내부 온도(Tincar)의 공기로 시작한다. 이 공기는 먼저 A/C 코어, 즉 증발기(36)와 상호 작동하며 (송풍기 휠(32)을 통한 온도변화는 없다고 가정),다음에 블렌드 도어(26)에 의해 2개의 경로로 분리된다. 공기의 일부는 히터 코어(34)와 상호 작용하며, 나머지는 지나가서 가열된 공기와 혼합된다. 히터코어(34)로 향하는 공기의 양은 블렌드 도어의 위치에 직접 비례한다고 가정한다(그러나, 이를 위해 다른 적절한 함수로 대체할 수 있다). 최종 상호 작용은 블렌드 도어(26)뒤에서 배출덕트의 벽과 이루어진다.
벽의 온도가 Tincar, 라고 가정하면, Twall은 물론 상호 작용시간은 도어의 위치에 의존한다. 이 모델의 여러 파라미터는 상식적으로, 또는 데이타를 수동조작하여 선택한다. 예컨데, Tevaporator는 44℉로, Tincar는 ECT로, 그리고 언급한 바와 같이, Twall은 Tincar로 사용한다. 상호 작용에 대한 시간상수는 모두 수동조작(hand fit)된다. 예컨데, t1 은 크게 되는데, 즉 TB≒ Tevaporator이다. 전술한 바와 같이, 상호 작용시간은 히터코어(34)의 경우에 송풍기 속도에 비례한다.
파라미터들에 대한 조작(fitting)은 또한 최소 자승법과 같은 수고스러운 방법을 통해서도 할 수 있다.
이 모델로부터 계산된 배출온도값은 15초 동안인 시간상수로 필터링되어, 아래에서 설명할 바람직한 제어단계에서 사용되는 최종값이 제공된다.
이와 같은 접근법에서는 추가적인 센서가 필요치 않으며, 그러면서도 실제값의 수 도내에서 배출온도를 제공한다.
제어 알고리즘은 센서입력을 받고 제어출력을 제공하는 수학적 절차를 말한다. 온도조절과 승객의 안락성을 제어하기 위해 제2도에서 룰세트(ruleset; 46)로 도시된 퍼지논리에 근거 제어방법을 이하 상세히 설명한다.
제2도에 있는 퍼지논리 시스템의 블럭도에서, 센서입력은 조절 및 스케일 조정되어 제어기(40)의 퍼지추론 수단으로 전달된다. 다양한 제어기능 - 송풍기 속도, 오프셋, 타겟 설정점, 모드변경, 재순환공기/새공기 모드변경, 항보정(term calibration)- 을 위한 상기 룰세트는 수행방법에 대한 상세 사항을 추론수단에 제공한다. 퍼지출력값들은 스케일 조정되어, 객실에 공급된 공기의 조화(conditioning)및 유류을 형성시키는 도어, 모터, 엑추에이터를 제어하는 루틴(routine)으로 전달된다. 제어를 위한 룰세트 베이스는 제어작업에 대해 용이한 보정 및 조정을 할 수 있는 방법을 구현한다.
제어 알고리즘은 배출온도의 범위가 매우 적합하지 않음을 고려해야 한다.
통상적인 접근법은 공기의 온도가 소정범위에 있을 때 장치에 의해 발생된 공기를 숨기는 것이다. 공기의 일부를 서리제거기 출구로 향하게 하고, 또 일부는 패널이 아닌 플로어로 향하게 함으로써 공기를 숨길 수 있다. 본 발명은 공기가 안락감을 주지 않는 온도로 결코 되지 않게 하는 조절과 승객의 안락감을 유지시킬 수 있는 수단을 제공한다.
배제공기 알고리즘은 쾌적하지 않은 온도범위 밑에서 부터 접근시킬 때는 배출 공기온도를 이 불쾌 온도범위의 하한선 밑으로 유지시키고, 위에서 부터 접근시킬 때는 불쾌 온도범위의 위로 유지시킴으로써 수행된다. 제12도는 블렌드 도어 위치의 함수인 배출 공기온도의 그래프를 표시하는데 (다른 변수들은 일정함), 제외되는 온도의 범위가 도시되어 있다. 이 범위로의 접근은 여러방법, 예컨대 배출온도의 실제측정, 알려진 센서와 액추에이터의 정보로부터 배출온도의 모델링, 또는 주변온도와 설정온도의 소정 조건에 따라 특별히 상부 또는 하부위치로 블렌드 도어를 도달하게 하는 방법이 있다. 제2도에서 도시된 바와 같이, 블렌드 도어의 위치는 복귀 화살표방향으로 제어기(44)에 피드백된다.
이와 같은 방법은 제6도에 도시된 바와 같이, 여기서 선로드와 배출온도와 같은 다른 변수는 일정하다고 가정, 주변온도와 조정오차의 조건에 따라 소위 퍼지모드의 계산으로 수행된다. 이들 변수의 값으로부터 제12도에 화살표로 표시된 바와 같은 모드변이가 언제 일어나는 가를 결정할 수 있다.
만약 현재 모드가 플로어이고, 이 변수가 소정의 임계값을 초과하면, 이 모드는 패널로 전환된다(즉, 진공모터는 V 위치에 패널-서리제거 도어를 두면서 플로어-패널 도어 (24)를 NV 위치로 움직인다). 현재 모드가 패널이고, 이 변수가 소정의 임계값 이하이면, 이 모드는 플로어 전환된다 (즉, 진공모터는 패널-서리제거 도어(22)를 V위치로 움직임과 동시에 플로어-패널 도어(24)를 V위치로 움직인다).
제6도에는 조정오차와 주변온도의 함수인 퍼지모드의 값이 도시되어 있다(이들 모드는 조정오차에 대한 모드의 실제범위인 -20 내지 +20 과, 주변온도에 대한 실제범위인 10 내지 120 의 값을 갖지 않고, -1 과 1 사이의 값을 갖도록 스케일 조정되어 있다). 표면의 중간에 있는 L 형의 편형한 부위는 0의 값을 갖는다. 이 범위의 크기가 모드간의 전환시 히스테리시스 (hysteresis)를 결정한다.
아래에 있는 식(1)은 종래의 선형 제어공식을 나타낸다. 계산된 제어값은 스케일 조정되고, 송풍기 속도와 블렌드 도어 조작을 위해 사용된다. 계수 (K1, K2, K3, K4)는 최종제어에 미치는 그들 각각의 항의 영향을 보상하기 위해 보정되어야 할 상수이득(constant gains)이다. 여기서 'SUN"은 태양열에 의한 온도(SUNLOAD TEMPERATURE)"를 의미한다.
제어값 = 오프셋 - K1* SUN + K2* (설정온도 - 75) + K3* (75 - 주변온도) + K4* (설정온도 - 차량 내부 온도) (1)
본 발명의 퍼지 선형 제어에서, 계산은 상기 식과 동일한 형태의 식으로 이루어지며, 단지 몇 개의 계수와 변수만 퍼지 출력변수이다. 예컨대, 다음과 같은 식, 즉
플로어값 = 오프셋 - G1* SUN + G12* (설정온도 - 75) + G3* (75 - 주변온도) + G4* (타겟온도 - 차량 내부 온도) (2)
여기서, 밑줄친 부분들은 센서입력의 함수로 계산된 퍼지 출력변수를 나타낸다. "퍼지 출력변수"는 룰세트를 사용한 맘다니 (Mamdani)의 상기 인용문헌에서 설명한 것과 같은 통상적인 퍼지논리 Max-min 알고리즘에 따라 센서입력으로부터 계산된 변수를 말한다. 이 형식은 분명 그의 가능한 제어거동에서 선형제어를 적용하지만, 적절하게 비선형일 수 있으며, 또 다음에서 설명할 직접 퍼지제어를 포함한다.
퍼지변수들이 되는 여러 이득중 어느 것을 선택해서라도 보정조합(calibration blending)이 가능하다. 동계 테스트, 춘계 테스트 및 하계테스트동안에 G4에 대해 얻은 한 보정값이 각각 0.45, 0.50 및 0.60 이라고 가정한다.
주변온도의 함수로서 적절한 방법으로 이들 보정값을 조합하기 위해, 제11(a)도 내지 제11(c)도에 도시된 퍼지 계산절차를 사용할 수 있다. 보정값 하나만 결정하여 선택할 필요는 없으며, 대신에 주변온도는 어떤 보정이 G4의 값을 결정하는 역할을 하는 가를 나타내는 인디케이터로서 사용된다.
상기 식(2)에 있는 퍼지변수 "타겟(target)"은 물리적, 기계적 또는 심리적 원인으로서 인한 설정온도 변경과 가장 논리적으로 관련된 제어변동을 보상하는데 사용할 수 있다. 예컨대, 대부분의 상황에 대한 설정온도로서 승객들 대부분이 72℉를 "안락한" 온도로 생각하는 것으로 가정한다. 그러나, 설정온도는 계절에 따라 달리 설정될 수 있다. 승객의 설정온도가 72℉라 하지만 겨울에는 75℉가 실제로 "안락한" 온도가 될 수 있다. 여름에는 설정온도 72℉에 대하여 68℉가 실제적인 설정값이 될 수 있다. 제11(a)도 내지 제11(c)도에는 이와 같은 승객의 "의미의 차이(offset-in-meaning)"를 타겟 퍼지변수를 싸서 어떻게 보상하는 가를 보여주고 있다. 타겟 = 설정온도 + 타겟조정 이고, 여기서 타겟조정은 그래프에 따른다.
상기 식(2)에 있는 퍼지변수 오프셋은 상기 범주에 잘 속하지 않는 다른 모든 비선형 효과를 보상하는데 사용된다. 제7(a)도 내지 제7(h)도는 오프셋을 규정하는 멤버쉽 함수를 보여주고 있다. 예컨대, 겨울철 시동시 엔진이 더욱 빨리 데워지도록 하기 위해 히터코어(34) 위로의 공기 유동을 막고자 한다면, 오프셋을 엔진온도의 퍼지변수로 선택하면 된다. 이득이 주변온도의 함수로서 조합되는 방법과 같은 식으로, 오프셋 값은 엔진온도의 함수로서 통상적인 보정값과 히터코어(34)를 완전히 막게 되는 값 사이에서 조합된다.
상기 식(2)에 있는 퍼지 출력번수(G3)는 외부 온도가 매우 낮을 때 높은 열손실율을 보상하는데 사용된다. 표준값에 비해 AMB (AMBIENT)가 낮은 가, 또 G3가 높은 가를 기술하는 룰이 추가된다.
이와 같은 특징들은 예컨대 직접 퍼지논리 제어가 제공될 수 있는 비선형 제어의 이점을 제공하며, 또 더 간단하고 자연스러운 조직화로 인해 더 용이한 보정과 조정을 할 수 있으며, 개발싣간이 단축되게 된다.
제3(a)도 내지 제3(e)도 및 제4도와 함께 제1도 및 제2도를 참조하면, 자동차 가열/공기조화 장치(20)의 바람직한 송풍기 속도는 온도오차 (차량 내부온도 - 설정온도)와 엔진 냉각제 온도(ECT)의 함수로 생각할 수 있다. 상기 오차가 작으면 송풍기 속도는 낮은 것이 바람직하다. 오차가 양의 값을 가지고 크면(내부가 고온), 객실을 냉각하기 위해 송풍기 속도는 높은 것이 바람직하다.
오차가 음의 값을 가지고 (내부가 저온) 또 엔진이 저온이면, 서리제거를 위해 속도가 작을 것이 요구되며, 엔진이 데워진 경우에는 객실의 온도를 높이기 위해 고속이 요구된다. "작은 오차", "높은 속도" 등의 표현은 제3(a)도 내지 제3(e)도에 도시된 룰세트에서 멤버쉽 함수에 의해 정의된다.
제3(a)도 내지 제3(e)도에서, 룰이 유지되는 정도는 개개의 입력값에 의존하는 좌측의 선행 멤버쉽 함수로부터 계산된다. 다음 우측의 멤버쉽 함수는 선행 조건이 유지될 때 취해지는 제어작용 (송풍기 속도)의 정도를 규정한다.
송풍기 속도에 대한 휴리스틱 룰 (heuristic rule)은 다음과 같다:
1. 차량 내부가 설정온도에 가까우면, 송풍기는 저속으로 되는 경향이 있음;
2. 차량 내부 온도 - 설정온도가 크면, 송풍기는 고속으로 되는 경향이 있음;
3. 주변온도가 매우 높거나 또는 매우 낮고, 또 차량 내부가 설정온도에 가까우면, 송풍기는 중간속도로 되는 경향이 있음;
4. 차량 내부 온도 - 설정온도가 음의 값을 갖고, 엔진 냉각제 온도가 높으면, 송풍기는 고속으로 되는 경향이 있음;
5. 주변온도 및 엔진 냉각제 온도가 낮으면, 송풍기는 저속으로 되는 경향이 있음.
이와 같은 방법으로, 송풍기 속도는 ECT (37.7 내지 82.2℃ 또는 100 내지 180℉)에 따라 변한다; 잔류공기를 제거하기 위해 송풍기 속도는 천천히 증가한다. 그리고, 송풍기 속도가 천천히 증가하기 때문에 이 송풍기에서 나오는 소음이 감소된다.
5개의 룰을 계산한 결과, 제4도에 응답이 도시되어 있다. 다시 말하면, 제4도에는 제3(a)도 내지 제3(e)도에 있는 룰세트의 결과로서 응답표면에 도시되어 있다. 송풍기 속도는 엔진 냉각제 온도 (ECT)와, 차량 내부 온도 -설정온도 차의 함수이다. 이 온도차와 ECT 는 화씨 (℉) 단위를 가지며, 송풍기 속도는 송풍기 팬 전압으로 스케일 조정되어 있다. 다소 비선형적인 이 응답은 기술된 룰의 개개의 조건에 합당하지만, 이 비선형 구간에서 부드럽게 보간을 한다.
퍼지논리는 본질적으로 비선형이다. 선형 제어는 퍼지제어에서 적용되며, 필요에 따라서는 퍼지제어를 선형으로 할 수 있다. 많은 제어문제에 있어, 비선형성은 어려운 것이다. 그러나, 퍼지제어에서 발생하는 비선형성은 요구되는 전략의 논리로 인해 자연적인 것이다. 이 전략이 그 문제에 적합한 것이라면, 최종적인 비선형 응답에 특별한 어려움은 없다. 예컨데, 룩업 테이블 (look table) 같은 다른 많은 방법중 어떤 것도 제4도와 같은 동일한 요구되는 응답을 제공할 수 있다. 한편, 응답에 이르는 기술적 조직(descriptive organization)은 퍼지논리의 경우에는 특히 간단하고, 이해하기 쉽다. 퍼지논리 전략을 지속시키고, 이해하기 쉽게 하기 위해서는 제어전략을 룰세트 형태로 조직화시키는 것이다.
퍼지제어 알고리즘의 다른 특징은 어떤 특별한 코너의 응답(예컨데, 서리제거에 대한 송풍기 속도)을 다른 곳의 응답에 영향을 미치지 않고 개별적으로 조절할 수 있다는 것이다. 제어공간중 일부 영역에만 주의를 요한다면, 다른 영역에서의 제어작용에 영향을 미치지 않으면서 충분한 제어를 할 수 있도록 한 룰(rule)을 추가할 수도 있다.
다시 제2도를 참조하면, 퍼지논리 분위기 제어(40)는 계산을 위해 모토롤라 68HC11 마이크로프로세서를 사용한다. 이 마이크로프로세서는 512 바이트RAM 과 12 킬로바이트 ROM을 내장하고 있다. 상기 마이크로프로세서는 500 나노초의 지시 사이클 시간을 제공하기 위해 8MHz 클락을 사용한다. 8개 채널중 4개의 제어 시스템에 사용되는 입력, 즉 주변 (외부) 온도, 엔진 냉각제 온도, 내부 온도 및 선로드를 측정하는데 사용된다. 이 제어 시스템의 다른 입력은 설정온도이며, 이 온도는 승차한 사람이 제어장치의 전면에 있는 버튼을 사용해 조정할 수 있다. 제어 시스템의 출력에는 흡입공기 모드, 배출공기 모드(새공기 또는 재순환 공기), 블렌드 도어 위치 및 송풍기 속도가 있다. 블렌드 도어 위치와 송풍기 속도는 연속적인 값으로 출력되며, 나머지는 불연속적인 값으로 출력된다. 퍼지논리 제어계산은 스케일 조정된 입력값을 취해서 단일 비교 출력값을 산출한다. 4개의 시스템 출력이 있기 때문에, 룰세트도 4개가 있다. 연속값 출력을 위해 퍼지논리 출력값은 스케일 조정되어 직접 사용된다. 불연속 출력을 위해 특정 모드 또는 시스템 상태를 발생시키기 위해 출력값들은 임계값과 비교된다.
상기 제어기(40)는 바람직하게는 C 언어로 프로그램하며, 마이크로프로세서 지시에 조합된다. 개개의 퍼지 룰세트는 테이블 세트로서 퍼지엔진과 협력하며, 이 테이블 세트는 실행시간동안 능률적인 계산적인 계산을 할 수 있는 형태로 미리 변환된다. 퍼지 논리절차는 메인루프의 일부인데, 이 메인루프는 매 30 밀리초 마다 수행된다. 퍼지논리 엔진은 수행시 ROM에서 600 바이트를 차지하고, RAM에서 12 바이트를 차지한다. 퍼지계산의 수행시간은 선형적으로 20 밀리초이다.
다시 제2도를 참조하면, 퍼지엔진의 메인입력은 차량 내부 온도-설정온도의 차와 절대 엔진 냉각제 온도이다. 설정온도, 즉 타겟온도는 선로드센서에서의 입력과 함께 차량 내부 온도 - 설정온도, 75 - 주변온도 및 설정온도 - 75의 온도차의 선형조합으로 얻어진다. 타겟온도는 시스템이 오차를 제로로 만들기 위해 도달하려고 하는 차량 내부 온도로서 정의된다.
엔진이 고온으로 작동하는 동안, 송풍기 전압 대 타겟온도는 대략 V형 곡선을 나타내며, 이 때 최소 송풍기 전압은 타겟온도에서 생긴다. 차량 내부 온도가 타겟온도와 편차가 생김에 따라, 송풍기 전압은 타겟온도의 양쪽에서 증가한다. 퍼지논리 입력 멤버쉽 곡선의 형상으로부터, 차량 내부 온도 - 설정온도의 어떠한 오차에 대해서도 최적의 송풍기 전압을 얻을 수 있다.
저온의 엔진을 워밍업하는 동안, 엔진 냉각제 온도로부터 입력을 받는 퍼지룰이 가열조건하에서 작용을 하기 시작한다. ECT가 CELO (COLD ENGINE LOCKOUT)온도 (43.3℃ 또는 110℉) 보다 낮으면, 송풍기 전압은 최소로 유지되며, 또 서리제거 (defrost)모드가 작동된다. 혼합모드로의 모드변경은 CELO 온도에서 일어난다. 이 혼합모드는 10초 동안 유효하게 되어 이어서 플로어 모드가 따른다. CELO 온도 이상, 그리고 82.2℃ 또는 180℃까지는 송풍기 출력이 점진적으로 증가하며, 결국에는 고온엔진 조건하에서 정상적으로 얻어지는 최대값에 도달하게 된다. 이 송풍기 램핑(ramping)은 ECT와 차량 내부 온도 - 타겟온도 오차를 받아 들이는 퍼지논리룰을 만들어 제어한다.
블렌드 도어 전략은 차량 내부 온도 - 설정온도, 75 - 주변온도, 설정온도 -75 및 선로드값의 선형 조합으로 수행된다. 소정의 배출공기 온도는 제외되기 때문에 블렌드 도어 작용이 향상된다. 패널 덕트 밖으로 더운 공기를 배출하고 플로어 덕트로부터 저온의 공기를 배출하는 것이 바람직하지 않기 때문에, 블렌드 도어의 위치를 소정 위치에서 잠가서, 모드 천이가 가까와 질 때 부적절한 배출공기 온도를 방지한다. 이들 잠금위치는 모드변경 히스테리시스를 따르며, 배출공기 온도와 모드변경 사이에 조화제어 (coordinted control)를 행한다.
또한, 배출공기 온도를 모드변경과 더 잘 조화시키기 위해, 플로어 모드에서 패널 모드로의 변경동안에 혼합모드는 자동모드로 전환될 수 있는데, 패널 모드에서 플로어 모드로의 변경동안에는 그렇지 않다. 모드변경동안 이 차 도어위치가 시간상 다소 지연되기 때문에, 실제적인 모드연결이 일어나기전에 블렌드 도어는 그의 새로운 타겟 위치에 도달할 기회가 주어진다.
제5(a)도 내지 제5(e)도를 참조하면, HVAC 장치(20)에 공기를 유도하기 위해 요구되는 모드를 주변온도와 온도오차(선형 온도 - 설정온도)의 함수로 생각할 수 있다. 제5(a)도 내지 제5(e)도에 도시된 휴리스틱 룰세트의 멤버쉽 함수에 의해 정의되는 기술은 다음과 같다.
1. 차량 내부 온도 - 설정온도가 크면, 모드는 패널로 향하는 경향이 있음;
2. 차량 내부 온도 - 설정온도가 작으면, 모드는 플로어로 향하는 경향이 있음;
3. 차량 내부 온도가 설정온도에 가까우면, 모드는 플로어와 패널의 중간으로 향하는 경향이 있음;
4. 차량 내부 온도 - 설정온도가 작고, 또 주변온도가 낮으면, 모드는 플로어로 향하는 경향이 있음; 그리고
5. 차량 내부 온도 - 설정온도가 크고, 또 주변온도가 높으면, 모드는 패널로 향하는 경향이 있다.
상기 5개의 룰을 계산한 응답이 제6도에 도시되어 있다.
본 발명의 방법과 장치는 많은 이점을 제공한다. 예컨데, 승객의 안락감을 광범위한 범위의 조건에 걸쳐 더욱 신뢰성있게 유지할 수 있다. 특히, 주변온도의 변화에 다라 평가되는 안락성이 종래의 선형적인 방법보다 현저하게 우수하다. 제14도는 주변온도의 지속적인 증가에 대한 장치의 응답과, 선형 전략으로부터 어떻게 변하는 가를 보여주고 있다. 그래프에서 극한점과 중간범위에서 일치하며, 안락성을 개선하기 위해 테스트동안 조정되었으며, 그밖의 곳에서는 상이한 응답을 보인다.
상기 장치는 또한 소정의 작동영역에서 고객의 특정 관심사항을 기억장치의 어드레스에 저장할 수 있다. 송풍기 속도의 변동이 제거되기 때문에, 불규칙적인 송풍기 소음의 문제가 해소된다. 고객의 다른 관심사항인 추운 날씨에서 송풍기 속도의 온셋(onset)에 대해서는 상기에서 설명하였다. 본 발명의 방법과 장치는 송풍기 속도를 천천히 증가시킴으로써 엔진 냉각제 온도의 완만한 상승에 반응하며, 따라서 상기 장치는 잔류 저온공기의 덕트가 필요없으며, 또 제3(a)도 내지 제3(e)도에 도시된 바와 같이, 송풍기가 점진적으로 그의 최적 속도에 도달하게 된다. 송풍기 속도 온셋곡선의 형상은 제3(a) 도 내지 제3(e)도의 멤버쉽 함수들을 조정함으로써 수정할 수 있다.
본 발명에 따른 분위기 제어 시스템 전략을 사용함으로써 승객의 안락감을 증대시킬 수 있다. 점진적이고, 비선형적인 응답을 수정할 수 있기 때문에, 전략의 구성시 과거에는 잘 취급하지 못했던 소정의 상태를 기억시킬 수 있게 된다. 특히, 추운 날씨에서의 워밍업시 송풍기 속도 온셋과 주변 온도보상애 대한 관심사항은 본 발명이 제공하는 추가적인 적응능력을 적절하게 이용함으로써 개선되었다.
새로운 차량 프로그램과 이에 따른 기술의 요구는 새로운 자동차 분위기 제어전략의 개발에 소요되는 시간을 단축시키고 있다. 따라서, HVAC 장치를 설계함에 있어, 이와 동시에 제어전략을 발전시켜야 한다. 본 발명의 구성과 적응성으로 인해, HVAC 장치의 특성들이 결정되기 전에도 베이스룰의 세트를 개발할 수 있다.
본 발명에 대한 최선의 실시예를 이상에서 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 관련기술에 익숙한 사람들은 다음의 청구범위로 규정되는 본 발명을 실시하기 위한 다른 구성과 실시예가 있음을 알 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 가변속도 송풍기, 공기 온도조절수단, 덕트, 공기의 유동방향과 새공기와 재순환된 공기의 비율을 제어하기 위한 여러 제어위치를 갖는 엑추에이터, 그리고 객실내의 온도, 주변온도 및 타겟 설정온도를 감지하는 센서들로 이루어지는, 공기의 흐름을 자동차의 객실내로 배출하는 자동차의 가열, 환기 및 공기조화(HVAC)장치를 자동제어하며, 차이신호(difference signal)를 얻기 위해 객실 내부 온도와 타겟 설정온도의 차이를 결정하는 단계; 상기 차이신호와 엑추에이터의 제어위치간의 퍼지룰과 멤버쉽 함수를 정의하는 단계 ; 및 상기 장치가 객실내로 온도 및 흐름을 갖는 공기를 배출시키도록, 상기 차이 신호, 멤버쉽 함수 및 퍼지룰에 근거하여 상기 엑추에이터의 위치 및 송풍기의 속도를 제어하기 위한 제어신호를 발생시키는 단계를 포함하는 제어방법에 있어서, 상기 공기흐름의 배출온도를 제어하기 위해 장치내에 포함된 온도 블렌드 도어의 위치를 변화시키도록 주변온도와 상기 차이신호에 좌우하여 퍼지 변수를 계산하는데 제어 알고리즘을 사용하며, 이 제어 알고리즘은 온도의 배제범위가 아래로부터 접근할 때는 이 온도의 배제범위의 하한 아래로 상기 배출온도를 효과적으로 유지하고, 온도의 배제범위가 위로부터 접근할 때는 이 배제범위 위로 상기 배출온도를 효과적으로 유지하여 상기 산출온도와 상기 블렌드 도어 위치사이의 관계가 히스테리시스 루프를 따르게 하는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주변온도와 엑추에이터의 제어위치간의 퍼지룰과 멤버쉽 함수를 정의하는 단계를 더 포함하며, 상기 제어신호 발생단계가 또한 주변온도에 근거하는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 주변온도와 송풍기의 속도간의 퍼지룰과 멤버쉽 함수를 정의하는 단계를 더 포함하며, 상기 제어신호 발생단계가 또한 주변온도에 근거하는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 센서들중의 하나의 선로드 온도를 감지하며, 이 선로드 온도와 엑추에이터의 제어위치간의 퍼지룰과 멤버쉽 함수를 정의하는 단계를 더 포함하며, 상기 제어신호 발생단계가 또한 선로드 온도에 근거하는것을 특징으로 하는 제어방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 센서들중의 하나의 엔진 온도를 감지하며, 이 엔진 온도와 송풍기의 속도간의 퍼지룰과 멤버쉽 함수를 정의하는 단계를 더 포함하며, 상기 제어신호 발생단계가 또한 엔진 온도에 근거하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  6. 가변속도 송풍기(30, 32), 공기 온도조절수단, 덕트(38), 공기의 유동방향과 새공기와 재순환된 공기의 비율을 제어하기 위한 여러 제어위치를 갖는 엑추에이터(22, 24. 26. 28), 그리고 객실내의 온도, 주변온도 및 타겟 설정온도를 감지하는 센서들로 이루어지는, 공기의 흐름을 자동차의 객실내로 배출하는 자동차의 가열, 환기 및 공기조화(HVAC)장치를 자동제어하며, 차이신호를 얻기 위해 객실 내부 온도와 타겟 설정온도의 차이를 결정하는 수단(42); 상기 차이신호와 송풍기의 속도간의, 그리고 상기 차이신호와 엑추에이터의 제어위치간의 퍼지룰과 멤버쉽 함수를 정의하는 수단(40, 46); 및 상기 장치가 객실내로 온도 및 흐름을 갖는 공기를 배출시키도록, 상기 차이 신호, 멤버쉽 함수 및 퍼지룰에 근거하여 상기 엑추에이터(22, 24. 28)의 위치 및 송풍기(32)의 속도를 제어하기 위한 제어신호를 발생시키는 수단(44)을 포함하는 제어장치에 있어서, 상기 공기흐름의 배출온도를 제어하기 위해 장치내에 포함된 온도 블렌드 도어(26)의 위치를 변화시키도록 주변온도와 상기 차이신호에 좌우하여 퍼지 변수를 계산하는데 제어 알고리즘을 사용하며, 이 제어 알고리즘은 온도의 배제범위가 아래로부터 접근할 때는 이 온도의 배제범위의 하한 아래로 상기 배출온도를 효과적으로 유지하고, 온도의 배제범위가 위로부터 접근할 때는 이 배제범위 위로 상기 배출온도를 효과적으로 유지하여 상기 배출온도와 상기 블렌드 도어 위치사이의 관계가 히스테리시스 루프를 따르게 하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 센서들중의 하나의 엔진 온도를 감지하며, 이 엔진 온도와 송풍기의 속도간의 퍼지룰과 멤버쉽 함수를 정의하는 수단을 더 포함하며, 상기 제어신호 발생수단이 또한 엔진 온도에 근거한 제어신호를 발생시키는 것으로 특징으로 하는 제어장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 주변온도와 엑추에이터의 제어위치간의 퍼지룰과 멤버쉽 함수를 정의하는 수단을 더 포함하며, 상기 제어신호 발생수단이 또한 주변온도에 근거한 제어신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 제어장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 센서들중의 하나의 선로드 온도를 감지하며, 이 선로드 온도와 액추에이터의 제어위치간의 퍼지룰과 멤버쉽 함수를 정의하는 수단을 더 포함하며, 상기 제어신호 발생수단이 또한 선로드 온도에 근거한 제어신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 제어장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 주변온도와 송풍기의 속도간의 퍼지룰과 멤버쉽함수를 정의하는 수단을 더 포함하며, 상기 제어신호 발생수단이 또한 주변온도에 근거한 제어신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 제어장치.
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