KR100477078B1 - Method for judgement pollution of the by gas sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가스센서에 의한 차량외부 오염판단 방법에 관한 것으로, 특히 다양한 청정밴드폭을 설정하여 차량 외부 공기의 오염여부를 주행 환경에 맞게 판단하는 방법에 관한 것으로, 산화성 가스 및 환원성 가스에 반응하고 그에 따른 전기적 신호를 발생하는 가스센서를 구비한 공기정화 시스템의 차량 외기 오염판단 방법에 있어서, 상기 가스센서로부터 입력되는 현재의 가스 센서값과 그 이전에 입력된 가스 센서값들중 어느 하나의 차가 미리 정해진 임계치 보다 크면 오염으로 판단하여 내기모드를 수행하는 상대오염 판단과정과, 시간경과에 따라 상기 가스센서로부터 입력되는 가스센서값들중 다수를 청정값으로 설정하고, 설정된 다수의 청정값들의 이동평균을 구하여 절대 청정 기준레벨로 설정하여 현재의 가스 센서값이 청정밴드폭외의 값을 가지면 오염으로 판단하여 내기모드를 수행하는 절대오염 판단과정으로 이루어져, 상대오염 판단 및 절대오염 판단을 병행하여 수행함으로써 순간적으로 오염원이 유입되는 주행조건과 지속적으로 오염원이 유입되는 주행조건 모두에서 정상적으로 오염원의 유입을 차단할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a method for determining the external pollution of a vehicle by a gas sensor, and more particularly, to a method for determining the pollution of outside air of a vehicle according to a driving environment by setting various clean bandwidths, and reacting to an oxidizing gas and a reducing gas. In the vehicle external air pollution determination method of the air purification system having a gas sensor for generating an electrical signal, the difference between any one of the current gas sensor value and the previous gas sensor value input from the gas sensor If it is greater than a predetermined threshold, the relative pollution determination process of performing the bet mode by determining contamination, and setting a plurality of gas sensor values input from the gas sensor as a clean value according to a time elapsed, and moving a plurality of set clean values. Obtain the average and set the absolute clean reference level so that the current gas sensor value is outside the clean bandwidth. It is composed of an absolute pollution judgment process that performs a betting mode by judging contamination, and performs both a relative pollution judgment and an absolute pollution judgment in parallel, so that both the driving conditions in which the pollutant flows in an instant and the driving conditions in which the pollutant flows continuously are normal. There is an effect that can block the inflow of pollutants.
Description
본 발명은 가스센서에 의한 차량외부 오염판단 방법에 관한 것으로, 특히 다양한 청정밴드폭을 설정하여 차량 외부 공기의 오염여부를 주행 환경에 맞게 판단하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for determining the external pollution of a vehicle by a gas sensor, and more particularly, to a method for determining whether the external air is polluted to a driving environment by setting various clean bandwidths.
최근 도심의 환경오염이 심각한 지경에 이르면서 일반 사람들의 건강에 해로운 영향을 미치고 있다. 특히 차량의 배기가스를 계속적으로 접해야 하는 차량 운전자들은 매연으로 인한 불쾌감을 해소하기를 희망하고 있다.Recently, environmental pollution in urban areas has reached a serious level, which has a detrimental effect on the health of ordinary people. In particular, vehicle drivers who need to keep in touch with the vehicle's exhaust gas are hoping to relieve the discomfort caused by soot.
일반적으로 차량에는 공기정화 시스템이 구비되어 있는데, 실내공기를 순환시킬 것인지 실외공기를 흡입할 것인지를 결정하는 모드결정부가 포함된다. 그런데 상기 모드결정부는 운전자에 의해 수동으로 조작되는 경우가 통상적이다. 이러한 공기정화 시스템에서 차량 내부의 환기를 목적으로 실외공기를 받아들이는 경우에는 오염된 실외공기가 차량 실내로 유입되면서 불쾌감을 증가시키는 동시에 운전자 및 차량 탑승자의 건강에 해로운 영향을 미치게 된다.In general, a vehicle is provided with an air purification system, and includes a mode determination unit for determining whether to circulate indoor air or to suck outdoor air. By the way, the mode determination unit is typically operated manually by the driver. In such an air purification system, when outdoor air is received for the purpose of ventilation inside a vehicle, polluted outdoor air flows into the vehicle interior, increasing discomfort and detrimentally affecting the health of the driver and the vehicle occupant.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 최근의 차량에는 실외공기의 오염정도를 감지하여 자동으로 상기 모드결정부를 동작시킬 수 있는 장치들이 부착되어 있으며, 실외공기의 오염정도를 감지하기 위한 수단으로서 가스센서가 주로 사용되고 있다.In order to solve the above problems, recent vehicles are equipped with devices capable of automatically detecting the pollution level of the outdoor air and automatically operating the mode determination unit, and a gas sensor as a means for detecting the pollution level of the outdoor air. Mainly used.
상기 가스센서는 산화성 및 환원성 가스에 반응하여 그 저항값이 변화됨으로써 그에 따른 전압값을 출력하는 것이 일반적이다. 이때 산화성 가스를 감지하게 되면 그 농도에 따라 저항이 감소되고, 환원성 가스를 감지하게 되면 그 농도에 따라 저항이 증가된다. 그러나 주위의 온도와 습도 및 풍속에 따라 그 감도가 영향을 받기 때문에 그를 보정해주는 기술에 대한 연구가 진행중이다.The gas sensor generally outputs a voltage value according to the change in the resistance value in response to the oxidizing and reducing gas. At this time, if the oxidizing gas is detected, the resistance decreases according to the concentration, and if the reducing gas is detected, the resistance increases according to the concentration. However, the sensitivity is affected by the ambient temperature, humidity, and wind speed, and research into a technique for correcting the same is ongoing.
도 1은 일반적인 가스센서의 구성을 나타내는 회로도를 도시한 것이며, 도 2는 일반적인 공기정화 시스템에서 외기 오염 여부를 판정하기 위한 오염밴드 예시도를, 도 3은 가스센서로부터 출력되는 가스 센서값의 전압 파형 예시도를 도시한 것이다.1 is a circuit diagram showing the configuration of a general gas sensor, Figure 2 is an exemplary view showing a pollution band for determining whether the air pollution in the general air purification system, Figure 3 is a voltage of the gas sensor value output from the gas sensor An example waveform is shown.
도 1을 참조하면, 가스센서(S)에 직렬로 부하저항(RL)을 달아주고, 센서저항(Rs)의 변화에 따라 발생되는 상기 부하저항(RL)에서의 전압()변화를 이용하여 공기의 오염여부를 판단한다. 공기의 오염여부를 판단하는 방법으로서는 도 2에 도시한 바와 같이 청정지역에서의 가스센서 출력전압()을 기준으로 상/하한 임계치를 설정하고, 현재 입력된 가스센서값이 설정된 범위내를 벗어나면 즉, 오염밴드내에 속하면 오염으로 판단하여 내기모드로 전환한다.Referring to FIG. 1, the load resistance R L is attached to the gas sensor S in series, and the voltage at the load resistance R L generated according to the change of the sensor resistance Rs ( The change is used to determine whether the air is contaminated. As a method of determining whether the air is polluted, as shown in FIG. The upper / lower threshold value is set based on), and if the currently input gas sensor value is out of the set range, that is, if it is in the pollution band, it is determined to be pollution and switch to betting mode.
상기와 같이 가스센서를 이용하여 차량의 실외공기의 오염정도를 감지하는 경우에는 도 3에 도시된 바와 같은 파형이 출력된다. 즉, 청정시에는 부하저항(RL)과 센서저항(Rs)이 같기 때문에 입력전압(E)의 절반(E/2)에 해당되는 전압값이 출력되고, 그를 중심으로 산화성 가스(CO, Hydrocarbon)의 감지시에는 출력전압이 증가하고, 환원성 가스(NOx)의 감지시에는 전압이 감소하는 형태를 띄게 된다. 일반적으로 샘플링은 여러가지 조건을 고려하여 시스템 성능에 맞게 설정할 수 있다.When the degree of contamination of outdoor air of the vehicle is detected using the gas sensor as described above, a waveform as shown in FIG. 3 is output. That is, in the case of cleaning, since the load resistance (R L ) and the sensor resistance (Rs) are the same, the voltage value corresponding to half (E / 2) of the input voltage (E) is output, and the oxidizing gas (CO, Hydrocarbon) is centered thereon. ), The output voltage increases, and when the reducing gas (NOx) is detected, the voltage decreases. In general, sampling can be set according to system performance by considering various conditions.
한편 일반적인 공기 정화 시스템에서는 가스 센서값의 평균을 기준으로 삼아 여기서 일정한 차를 상하로 둔 한계범위(limit band)를 만들고 이를(청정밴드폭) 초과하면 오염으로 판단하는 방법을 사용하거나, 혹은 현재 입력된 가스센서값이 미리 정해진 임계치를 초과하는 경우에 오염으로 판단하는 방법을 사용하였다.On the other hand, in general air purification system, the average of gas sensor value is used as a reference, and a limit band with a constant difference is made up and down, and if it is exceeded (clean band width), it is judged as a pollution, or current input When the gas sensor value exceeded a predetermined threshold, a method of judging contamination was used.
그러나 1차선 국도와 같은 곳에서 계속적으로 선행차량을 따라 주행하는 경우에는 상술한 종래의 방법만으로 차량 외부 공기의 오염여부를 정확하게 검출할 수 없다. 왜냐하면 선행차량을 계속적으로 추적할 경우 가스센서값의 변동이 없고 또한 일정 기간의 평균값도 현재 센서 출력값과 비슷해 지기 때문에, 선행차량 추적 초기에는 오염이라고 판단하나 어느 정도 시간이 흐르면 지속적인 매연감지에 의해 읽어들인 가스센서값의 평균값이 높아지거나 낮아져 청정지역으로 오판할 수 있기 때문이다. 또한 샘플링 주기마다 입력되는 현재의 가스센서값이 미리 정해진 임계치를 매번 초과하지 않는다면, 시스템에서는 이를 오염이라 판단하지 않기 때문에 무시할 수 없는 양의 가스가 지소적으로 조금씩 차내로 흡입된다. 이러한 경우에는 차내의 오염도가 높아질 수 밖에 없으므로 탑승자에게 최적의 실내 환경을 제공할 수 없는 문제가 발생하게 된다. However, when continuously driving along a preceding vehicle at a place such as a one-lane highway, it is impossible to accurately detect whether the air outside the vehicle is contaminated by the above-described conventional method. Because continuous tracking of the preceding vehicle does not change the gas sensor value, and the average value of a certain period is similar to the current sensor output value. Therefore, it is considered to be pollution at the beginning of the preceding vehicle tracking, but it is read by continuous smoke detection after some time. This is because the average value of the gas sensor values entered is higher or lower, which can be mistaken for a clean area. In addition, if the current gas sensor value inputted at each sampling cycle does not exceed a predetermined threshold every time, the system does not consider it a contamination, and thus a negligible amount of gas is sucked into the vehicle little by little. In this case, since the pollution level in the car must be increased, a problem arises in that it is not possible to provide an optimal indoor environment to the occupants.
따라서 본 발명의 목적은 유해 가스의 차내 유입을 최소화할 수 있는 차량 외기 오염판단 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle external air pollution determination method that can minimize the inflow of harmful gas in the vehicle.
본 발명의 또 다른 목적은 오염판단의 기준인 청정기준값을 주행중인 주변 환경에 맞게 가변시킴으로써 정확하게 차량 외부의 공기오염여부를 판단할 수 있는 가스센서에 의한 차량 외기 오염판단 방법을 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a vehicle external air pollution determination method by using a gas sensor that can accurately determine whether air pollution outside the vehicle by varying the clean reference value of the pollution determination according to the driving environment.
본 발명의 또 다른 목적은 가스오염 정도의 누적에 따른 피해를 최소화하기 위한 차량 외기 오염판단 방법을 제공함에 있다. Still another object of the present invention is to provide a vehicle external air pollution determination method for minimizing damage caused by the accumulation of gas pollution.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 산화성 가스 및 환원성 가스에 반응하고 그에 따른 전기적 신호를 발생하는 가스센서를 구비한 공기정화 시스템의 차량 외기 오염판단 방법에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention provides a vehicle external air pollution determination method of an air purification system having a gas sensor that reacts with an oxidizing gas and a reducing gas and generates an electrical signal accordingly.
상기 가스센서로부터 입력되는 현재의 가스 센서값과 그 이전에 입력된 가스 센서값들중 어느 하나의 차가 미리 정해진 임계치 보다 크면 오염으로 판단하여 내기모드를 수행하는 상대오염 판단과정과,When the difference between any one of the current gas sensor value input from the gas sensor and the gas sensor value previously input is greater than a predetermined threshold value, a relative pollution determination process of performing a betting mode by determining that the contamination is performed;
시간경과에 따라 상기 가스센서로부터 입력되는 가스센서값들중 다수를 청정값으로 설정하고, 설정된 다수의 청정값들의 이동평균을 구하여 절대 청정 기준레벨로 설정하여 현재의 가스 센서값이 청정밴드폭외의 값을 가지면 오염으로 판단하여 내기모드를 수행하는 절대오염 판단과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.According to the passage of time, a plurality of gas sensor values input from the gas sensor are set to a clean value, a moving average of the plurality of set clean values is obtained, and an absolute clean reference level is set so that the current gas sensor value is outside the clean band width. If it has a value, it is characterized by consisting of an absolute pollution determination process of performing the bet mode by determining that the contamination.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 구체적인 절대 청정 기준레벨값, 상/하한 임계치 및 구체적인 처리 흐름 등과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 한편 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 하기에서 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and the annexed drawings, many specific details are set forth in order to provide a more thorough understanding of the present invention, such as specific absolute clean reference level values, upper and lower thresholds, and specific process flows. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific details. Meanwhile, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기정화 시스템의 개략 구성도를 도시한 것으로, 공기정화 시스템은 크게 산화성 가스 혹은 환원성 가스를 감지하기 위한 가스센서(10)와, 상기 가스센서(10)로부터 출력되는 전기 신호에서 고주파 노이즈성분을 필터링하기 위한 필터부(20,LPF)와, 노이즈 제거된 가스센서 출력값을 내장된 A/D 변환부를 통해 디지털신호로 입력받아 차량 외기의 오염여부를 판단하는 마이컴(30)과, 상기 마이컴(30)의 제어에 따라 차량 공기순환모드를 내기 모드 혹은 외기 모드로 전환시키는 내/외기 전환부(40)로 이루어진다.4 is a schematic configuration diagram of an air purification system according to an exemplary embodiment of the present invention. The air purification system includes a gas sensor 10 for detecting an oxidizing gas or a reducing gas and a gas sensor 10 from the gas sensor 10. Microcomputer to filter the high frequency noise components from the output electrical signal and the filter unit 20 (LPF) and the noise-free gas sensor output value as a digital signal through the built-in A / D converter to determine whether the outside air of the vehicle is contaminated. 30 and the internal / external air switching unit 40 for switching the vehicle air circulation mode to the bet mode or the outside air mode under the control of the microcomputer 30.
이하 상술한 구성을 가지는 공기정화 시스템에서 차량 외기의 오염여부를 판단하는 방법에 대하여 설명하면,Hereinafter, a method of determining whether or not the vehicle outside air is contaminated in the air purification system having the above-described configuration will be described.
우선 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량 외기 오염판단 제어 흐름도를 도시한 것으로, 이러한 제어과정은 차량 실내의 공기를 자동 정화 혹은 조절하기 위한 공기정화 시스템의 동작을 전반적으로 제어하는 마이컴(30)에 의해 실행된다. 본 발명의 제1실시예 구현을 위해 상기 마이컴(30)은 우선적으로 청정기준값과, 청정기준값에 대응되는 허용치값이 테이블화되어 저장되어 있는 메모리를 구비하는 것으로 가정한다. 상기 청정기준값은 디폴트값으로써 청정환경에서 부하저항()을 조절하여 가스센서의 출력값(혹은 출력전압 이기도 함:이하 가스센서값이라고 정의함)이 2.5V가 되도록 조절한 값으로 초기에 이용되며, 외기의 오염정도에 따라 새로이 갱신되는 값이다. 그리고 상기 허용치값은 청정기준값과 읽은 가스센서값들의 평균값 사이의 차와 비교하기 위한 값으로, 이 역시 현재 설정되어 있는 청정기준값에 따라 가변되는 값을 가진다.First, FIG. 5 is a flowchart illustrating a control procedure for determining outside air pollution of a vehicle according to a first embodiment of the present invention. The control process includes a microcomputer for controlling overall operations of an air purification system for automatically purifying or controlling air in a vehicle interior. It is executed by 30. For the purpose of implementing the first embodiment of the present invention, it is assumed that the microcomputer 30 has a clean reference value and a memory storing table values of allowable values corresponding to the clean reference value. The clean reference value is a default value and the load resistance in a clean environment ( ) To adjust the gas sensor's output value (or output voltage) Also, the gas sensor value is defined as 2.5V) and is used initially, and is newly updated according to the pollution of the outside air. The allowable value is a value for comparing with the difference between the clean reference value and the average value of the read gas sensor values, which also has a value that varies according to the currently set clean reference value.
이하 도 5를 참조하면, 우선 외기모드로 주행하는 차량의 마이컴(30)은 주행모드 초기인 50단계에서 소정 시간 간격으로 가스센서값을 읽고, 60단계에서 일정시간 동안 읽은 상기 가스센서값들의 평균값을 산출한다. 그리고 70단계에서 마이컴(30)은 산출된 평균값과 청정기준값의 차가 허용치 이내의 값을 가지는가를 검사한다. 이때 상기 청정기준값은 청정환경에서 얻어진 디폴트값이다.Referring to FIG. 5, first, the microcomputer 30 of a vehicle driving in the outdoor mode reads gas sensor values at predetermined time intervals in step 50, which is the initial driving mode, and averages the gas sensor values read for a predetermined time in step 60. To calculate. In operation 70, the microcomputer 30 checks whether the difference between the calculated average value and the clean reference value is within an allowable value. At this time, the clean reference value is a default value obtained in a clean environment.
만약 70단계의 검사결과 60단계에서 산출된 평균값과 청정기준값의 차가 허용치를 벗어나면, 마이컴(30)은 차량 외기가 오염상태인 것으로 판단하고 80단계로 진행하여 공기 정화 시스템의 모드를 내기모드로 전환시킨다. 그리고 마이컴(30)은 공기 정화 시스템의 모드를 결정하기 위해 90단계로 진행하여 일정시간 경과 유무를 검사한다. 검사결과 일정시간이 경과하였으면 마이컴(30)은 100단계로 진행하여 "시동 오프"인가를 검사하고, "시동 오프"가 아니면 50단계로 진행하여 다시 50단계 내지 70단계를 반복 수행한다. 이러한 경우에도 청정기준값은 디폴트값을 유지한다.If the difference between the average value and the clean reference value calculated in step 60 is outside the allowable value, the microcomputer 30 determines that the outside air of the vehicle is contaminated and proceeds to step 80 to change the mode of the air purification system to the bet mode. Switch. In addition, the microcomputer 30 proceeds to step 90 to determine the mode of the air purification system and checks whether the predetermined time has elapsed. If a certain time elapses as a result of the inspection, the microcomputer 30 proceeds to step 100 and checks whether "start-up" is applied, and if it is not "start-off", proceeds to step 50 and repeats steps 50 to 70 again. In this case, the clean reference value is kept at the default value.
그러나 70단계의 검사결과 60단계에서 산출된 평균값과 청정기준값의 차가 허용치 이내이면, 마이컴(30)은 110단계로 진행하여 외기모드를 유지하거나 내기모드에서 외기모드로 전환한후 120단계로 진행한다. 그리고 마이컴(30)은 120단계에서 산출된 평균값을 새로운 청정기준값으로 설정한후 130단계로 진행한다. 이러한 120단계의 수행에 의해 청정기준값은 점진적으로 상승하거나 하강하게 되며, 청정기준값의 가변은 선행 차량을 추종하는 경우에 있어서 차량 외기의 오염여부를 판단하는데 있어 후술하는 바와 같이 유용하게 사용될 수 있다.However, if the difference between the average value and the clean reference value calculated in step 60 is within the allowable value, the microcomputer 30 proceeds to step 110 to maintain the outside mode or to switch from the bet mode to the outside mode and proceeds to step 120. . The microcomputer 30 sets the average value calculated in step 120 as a new clean reference value and then proceeds to step 130. The clean reference value is gradually raised or lowered by performing the 120 steps, and the change of the clean reference value may be usefully used as described below in determining whether the outside air of the vehicle is contaminated when following the preceding vehicle.
청정기준값을 새로이 설정한 마이컴(30)은 이후 130단계 및 140단계를 순차적으로 수행하여 일정시간 경과 및 "시동 오프"여부를 검사하여 주행중 공기 정화 시스템의 공기순환모드를 결정하기 위한 시간이 경과하였으면 다시 50단계로 되돌아가 50단계 내지 70단계를 반복 수행한다. 반복 수행결과 60단계에서 산출된 평균값과 청정기준값과의 차이가 허용치 이내이면 외기모드를 계속 유지하면서 새로이 산출된 평균값을 청정기준값으로 설정하고, 60단계에서 산출된 평균값과 청정기준값과의 차이가 허용치를 벗어나면 내기모드로 전환되도록 공기 정화 시스템을 제어한다. 오염판단에 의해 내기모드로 전환한 이후에 70단계에서 비교되는 청정기준값은 이전 외기모드에서 마지막으로 설정되었던 청정기준값이 된다.The microcomputer 30 newly setting a clean reference value sequentially performs steps 130 and 140 to check whether the predetermined time has elapsed and whether the engine is turned off, and when the time for determining the air circulation mode of the air purification system has elapsed while driving. Returning to step 50 again, steps 50 to 70 are repeated. As a result of the repetition, if the difference between the average value and the clean reference value calculated in step 60 is within the allowable value, the newly calculated average value is set as the clean reference value while maintaining the outdoor mode, and the difference between the average value and the clean reference value calculated in step 60 is the allowable value. If it is out of control, control the air purification system to switch to bet mode. After switching to bet mode by the contamination judgment, the clean reference value compared in step 70 becomes the clean reference value last set in the previous air mode.
즉, 본 발명은 차량 외기가 청정을 유지하다 오염이 되면 공기 순환모드를 내기모드로 전환시키고, 선행 차량등에 의해서 오염이 되었다가 높은 오염 레벨에서 변화가 급격하지 않고 계속 유지되더라도 이전 청정기준값과 비교해 볼 때 그 차이가 크다면 오염이라고 판단한다. 이와 같이 판단하기 위해서는 현재 설정되어 있는 청정기준값이 높은 값을 가지거나 낮은 값을 가질 경우에는 비교 대상인 허용치를 매우 낮게 설정하고, 현재 설정되어 있는 청정기준값이 중간 범위의 값을 가지는 경우에는 상기 허용치를 크게 설정함으로써 달성될 수 있다. 예를 들면 가스센서값이 0∼5V값을 가지며 디폴트값은 2.5V라 할 때, 청정기준값이 2∼3V정도에서는 오염여부를 판단하기 위한 상/하의 한계범위 변화폭이 거의 동일하며, 청정기준값이 1V대에서는 작은 쪽으로 폭이 작고 큰 쪽(2.5V쪽)으로는 그 값이 크며, 청정기준값이 4V대에서는 큰 쪽(5V쪽)으로 폭이 작고 작은 쪽(2.5V쪽)으로는 그 값이 크도록 상한 임계치와 하한 임계치의 허용치를 설정하면 된다.That is, the present invention changes the air circulation mode to the bet mode when the outside air is kept clean while polluting. Compared with the previous clean reference value even if the pollution is maintained by the preceding vehicle and the change is not suddenly maintained. If the difference is large, it is considered contamination. In order to judge this, when the currently set clean reference value has a high value or a low value, the allowable value to be compared is set very low, and when the currently set clean reference value has a value in the middle range, the allowable value is set. It can be achieved by setting large. For example, when the gas sensor value has a value of 0 to 5 V and the default value is 2.5 V, when the clean reference value is about 2 to 3 V, the upper and lower limit ranges for determining contamination are almost the same, and the clean reference value is In the 1V band, the smaller side is smaller and the larger side (2.5V side) is larger, and in the 4V band, the value is smaller and the smaller side (2.5V side) is smaller. What is necessary is just to set the tolerance of an upper limit threshold and a lower limit threshold so that it may be large.
따라서 본 발명은 청정기준값을 오염여부 판단결과에 따라 가변시키고, 가변되는 청정기준값에 맞게 오염여부를 최종적으로 판단하기 위해 사용되는 허용치의 값을 가변시킴으로써, 선행차량 추종에 따른 차량 외기 오염여부를 정확하게 판단할 수 있다.Therefore, according to the present invention, the clean reference value is varied according to the contamination determination result, and the allowable value used to finally determine whether the contamination is contaminated according to the variable clean reference value is changed, thereby accurately detecting whether the vehicle is outside air pollution according to the preceding vehicle. You can judge.
이하 상대오염 판단과정과 절대오염 판단과정을 병행하여 차량 외기의 오염여부를 판단하는 본 발명의 제2실시예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a second embodiment of the present invention for determining whether the outside air is polluted by performing a relative pollution determination process and an absolute pollution determination process will be described.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 차량 외기 오염판단 제어 흐름도를 도시한 것으로, 상대오염 판단과정과 절대오염 판단과정으로 분류할 수 있다. 상대오염이란 오염 수치가 많이 변화하는 경우로서 청정 지역에 있다가 갑자기 가스가 들어오는 경우를 검출하기 위하여 것이며, 절대오염이란 설정된 수치 이상이면 무조건 오염으로 판단하기 위한 것으로 시간에 따라 오염도의 변화가 거의 없는 경우를 검출하기 위한 것이다. 한편 도 7은 도 6에 기술된 다수의 청정값 설정과정을 설명하기 위한 가스 센서값의 전압 파형 예시도를 도시한 것이며, 도 8은 도 6에 기술된 절대 청정 기준레벨에 따라 가변되는 하한 임계치와 상한 임계치 예시도를 도시한 것이다.6 is a flowchart illustrating a control procedure for determining outside air pollution of a vehicle according to a second embodiment of the present invention, and may be classified into a relative pollution determination process and an absolute pollution determination process. Relative pollution is a case where the pollution level changes a lot, and it is used to detect when gas enters a clean area suddenly. Absolute pollution is to judge it as an unconditional pollution if it is over the set value. It is for detecting a case. 7 is a diagram illustrating an example of a voltage waveform of a gas sensor value for explaining a plurality of clean value setting processes described in FIG. 6, and FIG. 8 is a lower limit threshold variable according to an absolute clean reference level described in FIG. 6. And an upper threshold example.
우선 도 6을 참조하면, 마이컴(30)은 차량의 시동이 "온"되면 200단계에서 시스템을 초기화시킨다. 그리고 마이컴(30)은 210단계와 220단계를 통해 가스센서값()을 입력받으며 시간 경과에 따라 청정값을 설정한다. 상기 는 현재 입력되는 가스센서값을 표기한 것이다. 그리고 시간 경과에 따른 청정값은 도 6에서와 같이 가스센서값이 증가하거나 감소하기 5초 전의 가스센서값들로 설정된다. 이와 같이 210단계와 220단계의 수행에 의해 마이컴(30)은 현재의 가스센서값()을 입력받는 동시에, 시간경과에 따라 입력되는 가스센서값들중에서 가스센서값이 증가하거나 감소하기 5초 전의 가스센서값들을 청정값으로 설정해 나간다.First, referring to FIG. 6, the microcomputer 30 initializes the system in step 200 when the vehicle starts up. And the microcomputer 30 is the gas sensor value (step 210 and 220) Set the clean value over time. remind Indicates the gas sensor value that is currently input. The clean value over time is set to gas sensor values 5 seconds before the gas sensor value increases or decreases as shown in FIG. 6. As described above, the microcomputer 30 performs the current gas sensor value by performing steps 210 and 220. At the same time, the gas sensor values 5 seconds before the gas sensor value increases or decreases among the gas sensor values inputted with time are set to clean values.
한편 마이컴(30)은 상대오염을 판단하기 위해서 230단계 및 240단계의 수행을 통해 현재를 기준으로 2초전 가스센서값()과 10초전 가스센서()값을 비교하여 둘 중의 하나라도 현재의 가스센서값()과의 차가 미리 정해진 임계치() 보다 크면 오염이라고 판단하여 내기모드(250단계)로 전환하지만, 그렇지 않은 경우에는 외기모드를 유지하며 260단계로 진행한다. 2초 전과 비교하는 의미는 2초 전과 비교해서 오염원이 정해진 양보다 많이 들어오면 오염으로 판단한다는 의미이며, 10초 전과 비교하는 의미는 2초 전과 비교했을 때 오염원이 적게 들어와 청정이라고 판단하더라도 지속적으로 무시할 수 없는 양의 가스가 조금씩 들어오는 경우 10초 동안에 오염도가 높아진 것이고, 이것이 정해진 한도를 넘어서면 이런 경우도 오염으로 판단하기 위함이다.On the other hand, the microcomputer 30 performs the gas sensor value (2 seconds ago) based on the present by performing steps 230 and 240 to determine the relative pollution. ) And 10 seconds ago gas sensor ( ) And compare the current gas sensor value with either Is different from the threshold If it is greater than), it is determined that the contamination is in the bet mode (250 steps), but if not, the air mode is maintained, and proceeds to step 260. Compared with 2 seconds ago, it means that the pollutant comes in more than the prescribed amount compared to 2 seconds ago. It means that it is judged as pollution. If a small amount of gas enters a negligible amount of pollution for 10 seconds, and if it exceeds the prescribed limit, this is also considered as contamination.
따라서 상대오염 판단은 현재 가스센서값과 2초, 10초 전의 가스센서값을 비교함으로써 보다 정확한 상대 오염 평가를 할 수 있다.Therefore, the relative pollution judgment can be more accurate relative pollution evaluation by comparing the current gas sensor value and the gas sensor value of 2 seconds, 10 seconds ago.
한편 절대오염 판단을 위해서 마이컴(30)은 260단계에서 이미 설정된 다수의 청정값들에 대한 이동평균을 산출한다. 본 발명의 제2실시예에서는 도 7에 도시한 바와 같이 4개의 청정값들에 대하여 이동평균을 산출하는 것으로 가정한다. 만약 도 7에 도시한 것 외에 제5,제6청정값이 있는 경우에는 제3,4,5,6청정값들의 이동평균을 산출하면 된다. 이와 같이 다수의 청정값들에 대한 이동평균이 산출되면 마이컴(30)은 270단계로 진행하여 상기 산출된 이동평균값을 절대 청정 기준레벨로 설정하고, 280단계로 진행하여 본 발명의 제1실시예에서와 같이 절대 청정 기준레벨을 기준으로 하여 상한 임계치와 하한 임계치를 가지는 청정밴드폭을 설정한다. 이때의 상한 임계치와 하한 임계치는 도 8에 도시한 바와 같이 절대 청정 기준레벨값()에 따라 가변되며 이러한 값 역시 실험에 의해 세팅되어 마이컴(30)에 구비된 메모리에 미리 저장되어 이용된다. 도 8를 참조해 볼 때, 절대 청정 기준레벨이 작은 값을 가지면 하한 임계치는 작은값을 가지고 그에 반하여 상한 임계치는 큰 값을 가진다. 또한 절대 청정 기준레벨이 큰 값을 가지면 상대적으로 하한 임계치는 큰 값을 가지고 상한 임계치는 작은 값을 가진다.In order to determine absolute pollution, the microcomputer 30 calculates a moving average for a plurality of clean values already set in operation 260. In the second embodiment of the present invention, it is assumed that a moving average is calculated for four clean values as shown in FIG. If there are fifth and sixth clean values other than those shown in FIG. 7, the moving average of the third, fourth, fifth and sixth clean values may be calculated. As described above, when the moving averages of the plurality of clean values are calculated, the microcomputer 30 proceeds to step 270 to set the calculated moving average values to the absolute clean reference level, and proceeds to step 280 in the first embodiment of the present invention. As described above, the clean bandwidth having an upper limit threshold and a lower limit threshold is set based on the absolute clean reference level. At this time, the upper limit threshold value and the lower limit threshold value are absolute clean reference level values ( This value is also set by the experiment and stored in advance in the memory provided in the microcomputer 30 is used. Referring to FIG. 8, if the absolute clean reference level has a small value, the lower limit threshold has a small value, while the upper limit threshold has a large value. Also, if the absolute clean reference level has a large value, the lower limit threshold has a large value and the upper limit threshold has a small value.
상술한 바와 같이 절대 청정 기준레벨에 따라 청정밴드폭이 설정되면 마이컴(30)은 290단계로 진행하여 현재의 가스 센서값()이 청정밴드폭외의 값을 가지는가를 판단한다. 판단결과 오염밴드의 값을 가지면 310단계로 진행하여 내기모드로 전환하고, 청정밴드내의 값을 가지면 300단계로 진행하여 외기 모드를 유지하거나 혹은 외기모드로 전환되도록 내/외기 전환부(40)를 제어하여 오염가스의 유입을 막는다.As described above, when the clean bandwidth is set according to the absolute clean reference level, the microcomputer 30 proceeds to step 290 and the current gas sensor value ( Is determined to have a value outside the clean bandwidth. If it is determined that the value of the contamination band proceeds to step 310 to switch to the bet mode, and if the value in the clean band proceeds to step 300 to maintain the outside mode or to switch to the outside mode to the internal / outdoor air switching unit 40 Control to prevent the ingress of polluted gas.
상술한 바와 같이 상대오염 판단 및 절대오염 판단과정에서 오염으로 판단되어 내기모드로 전환하는 경우에는 일단 일정 시간 내기모드를 유지하는데 이는 내외기 도어의 수명을 고려하기 위함이다. 내외기 도어의 내구성을 고려할 때 너무 잦은 도어의 개폐는 문제가 될 수 있다. 이에 본 발명의 제2실시예에서는 우선 오염이라고 판단되어 내기모드로 전환한 후에 다시 오염여부를 판단하는 경우에 재차 오염으로 판단되면, 이후 유지되어야 하는 내기모드의 유지시간을 이전 보다 짧게 설정되도록 한다. 이는 내기모드 연장에 의한 전체적인 내기 유지시간이 길어지면 최종 내기 유지시간을 짧게 함으로서 외기로 돌아갈 수 있는 확률을 높이기 위함이다. 즉, 본 발명의 제2실시예에서는 최초 오염시의 내기 유지시간은 90초, 두 번째 연장시는 40초, 세 번째 이후는 10초로 설정되었다면, 최초 오염시 90초간 무조건 내기를 유지하다가 90초가가 다 되었을 때 다시 오염여부를 판단하여 오염이면 40초간 내기를 유지한후 다시 오염여부를 판단하여 오염이면 10초 동안 내기모드를 더 유지하고, 그 이후에는 10초 마다 오염여부를 판단하게 되어 외기모드로 될 확률을 높인다. 이렇게 하면 통상 도로에서 주행하는 경우 한 시간에 약 30번 정도 온/오프를 반복하게 된다.As described above, when it is determined to be a contamination during the relative pollution determination and the absolute pollution determination process, and then switches to the bet mode, the bet mode is maintained for a certain time, in order to take into account the life of the door. Considering the durability of the interior and exterior doors, opening and closing the door too often can be a problem. Accordingly, in the second embodiment of the present invention, if it is determined that the contamination is the first to be contaminated after switching to the bet mode, and if the contamination is determined again, the holding time of the bet mode to be maintained afterwards is set to be shorter than before. . This is to increase the probability of returning to the outside by shortening the final bet holding time if the overall bet holding time is extended by the bet mode extension. That is, in the second embodiment of the present invention, if the bet holding time at the time of the first contamination is set to 90 seconds, the second extension is 40 seconds, and the third time after 10 seconds, the betting condition is maintained for 90 seconds unconditionally 90 seconds after When it is finished, it is judged whether it is contaminated again and maintains the bet for 40 seconds if it is contaminated, and if it is contaminated again, it maintains the bet mode for 10 seconds more, and after that, it is determined whether it is contaminated every 10 seconds. Increase the chance of becoming This repeats the on / off of about 30 times an hour when driving on a normal road.
한편 본 발명은 별도의 온도 및 습도 센서를 구비하지 않고서도 온도/습도의 영향을 보정할 수도 있다. 예를 들면 기준 청정환경에서 모든 제품의 센서 출력전압이 E/2가 되게 한 다음 실제 주행시 절대 청정 기준레벨의 값을 알고리즘에 의해 구하여 그 상황의 대략적인 온도/습도 상황을 파악하고 그에 맞게 절대오염 판단과 상대오염 판단에 있어서의 임계치를 가변하면 온도/습도의 영향을 보정할 수 있게 되는 것이다. Meanwhile, the present invention may correct the influence of temperature / humidity without providing a separate temperature and humidity sensor. For example, in the standard clean environment, let the sensor output voltage of all products be E / 2, and then obtain the value of absolute clean reference level by algorithm to find out the approximate temperature / humidity situation of the situation and make the absolute pollution accordingly. By varying the threshold values in judgment and relative pollution judgment, the influence of temperature / humidity can be corrected.
상술한 바와 같이 본 발명은 온도, 습도, 풍속 등에 의한 가스센서의 부정확성에도 불구하고 그 환경 조건에 맞는 청정기준값을 찾게 되며, 장시간의 선행 차량 추종중에도 정확하게 차량 외기의 오염여부를 판단하여 공기 정화 시스템을 제어할 수 있는 장점이 있다.As described above, the present invention finds a clean reference value suitable for the environmental conditions despite the inaccuracy of the gas sensor due to temperature, humidity, wind speed, and the like, and accurately determines whether the outside air of the vehicle is contaminated even during the preceding vehicle for a long time. There is an advantage to control.
또한 본 발명은 상대오염 판단 및 절대오염 판단을 병행하여 수행함으로써 순간적으로 오염원이 유입되는 주행조건과 지속적으로 오염원이 유입되는 주행조건 모두에서 정상적으로 오염원의 유입을 차단할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect that it is possible to block the inflow of the source of pollutants normally in both the running condition in which the pollutant is introduced and the run condition in which the pollutant is continuously introduced by performing the relative pollution judgment and the absolute pollution judgment in parallel.
도 1은 일반적인 가스센서의 구성을 나타내는 회로도.1 is a circuit diagram showing a configuration of a general gas sensor.
도 2는 일반적인 공기정화 시스템에서 외기 오염 여부를 판정하기 위한 오염밴드 예시도.Figure 2 is an exemplary pollution band for determining whether the air pollution in the general air purification system.
도 3은 가스센서로부터 출력되는 가스 센서값의 전압 파형 예시도.3 is a diagram illustrating a voltage waveform of a gas sensor value output from a gas sensor.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기정화 시스템 개략 구성도.Figure 4 is a schematic block diagram of an air purification system according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량 외기 오염판단 제어 흐름도.5 is a flow chart of the vehicle external air pollution control according to the first embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 차량 외기 오염판단 제어 흐름도.6 is a flowchart illustrating a vehicle outdoor air pollution control according to a second embodiment of the present invention.
도 7은 도 6에 기술된 다수의 청정값 설정과정을 설명하기 위한 가스 센서값의 전압 파형 예시도.7 is an exemplary voltage waveform diagram of a gas sensor value for explaining a plurality of clean value setting processes described in FIG. 6.
도 8은 도 6에 기술된 절대 청정 기준레벨에 따라 가변되는 하한 임계치와 상한 임계치 예시도.8 illustrates an example of a lower limit threshold and an upper limit threshold that vary in accordance with the absolute clean reference level described in FIG.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
S : 가스센서 E : 입력전압 S: Gas sensor E: Input voltage
RL : 부하저항 Rs : 센서저항R L : Load Resistance Rs: Sensor Resistance
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