KR100507087B1 - A cooling and heater system control module of vehicle - Google Patents
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Abstract
론 워크 네트워크를 전장 네트워크로 적용하는 차량에서 공조장치의 구동 선택을 관장하는 모듈로부터 수신되는 신호에 따라 공조장치인 콘덴서 팬과 블로워 모터의 구동을 총괄 제어하는 것으로,By controlling the driving of the air conditioner condenser fan and blower motor according to the signal received from the module that controls the selection of the air conditioner in the vehicle that applies the ron walk network as the electric field network,
차량의 실내 온도 정보를 검출하는 온도센서와 컨넥터 접속되어 실내의 온도를 검출하는 아날로그 신호 검출부와, 아날로그 신호의 실내 온도를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 디코더부와, 공조장치의 구동 상태를 검출하는 디지털 신호 검출부와, 공조장치 구동을 선택하는 스위치의 신호를 관장하는 모듈과 론 워크 네트워크를 통해 접속되어 공조장치의 구동 선택과 조건 설정 데이터를 수신하며, 공조장치과 연관되는 제어 시스템을 관장하는 모듈측에 부하 보상을 위한 정보를 전송하는 데이터 송수신부와, 데이터 송수신부를 통해 공조장치의 구동 선택 신호가 검출되면, 설정된 목표 온도가 유지되도록 공조장치의 제반적인 구동을 제어하는 제어부와, 제어부의 제어신호에 따라 공조장치를 구성하고 있는 각 모터의 구동을 드라이브 하는 구동부와, 이그니션 온 상태에서 동작 전원을 공급하는 전원부와, 론 워크를 통해 수신되는 프로토콜 데이터의 분석을 위한 데이터와 설정된 온도 조건을 유지시키기 위한 제어 데이터가 설정되는 메모리부를 포함한다.An analog signal detection unit connected to a temperature sensor for detecting indoor temperature information of a vehicle and detecting an indoor temperature, a decoder unit for converting and outputting an indoor temperature of an analog signal into a digital signal, and a driving state of an air conditioning apparatus. A module that manages the digital signal detection unit, the module that controls the signal of the switch for selecting the air conditioner drive, and the module connected to the air conditioning network, receives the drive selection and condition setting data of the air conditioner, and manages the control system associated with the air conditioner. A data transmission / reception unit transmitting information for load compensation to the controller, a control unit controlling general driving of the air conditioning unit to maintain a set target temperature when a driving selection signal of the air conditioning unit is detected through the data transmission / reception unit, and a control signal of the control unit. To drive the motors of the air conditioner And a power unit for supplying operating power in the ignition-on state, a memory unit for setting data for analysis of protocol data received through the loan walk and control data for maintaining a set temperature condition.
Description
본 발명은 론 워크 네트워크(Lonwork Network)를 전장 네트워크로 적용하는 차량에 관한 것으로, 더 상세하게는 공조장치의 구동 선택을 관장하는 모듈로부터 수신되는 신호에 따라 공조장치인 콘덴서 팬과 블로워 모터의 구동을 총괄 제어하는 차량의 공조장치 제어모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle for applying a loanwork network (Lonwork Network) to the electric field network, and more particularly, the driving of the air conditioning condenser fan and blower motor according to the signal received from the module governing the drive selection of the air conditioning unit It relates to a vehicle air conditioning device control module for controlling the overall.
일반적으로 자동차 산업의 발전과 소비자의 다양한 편의성 요구 및 안전성을 위해 각종 전자 시스템이 적용 및 연구 개발되고 있는 바, 이에 따라 각 전자 시스템간 상호 정보의 송수신을 위한 와이어링 하네스의 배선 역시 증가되고 있다.In general, various electronic systems are applied and researched for the development of the automobile industry and various convenience requirements and safety of consumers. Accordingly, wiring of wiring harnesses for transmitting and receiving information between each electronic systems is also increasing.
실질적으로 차량에 적용되고 와이어링 하네스의 배선길이는 차종에 따라 상이하나 통상적으로 2000M에 가깝고 그 무게는 100Kg이상이나 되어 차량의 중량을 가중시켜 연비 악화를 초래하고, 설계 및 와이어링 하네스의 설치상에 큰 문제점으로 작용하고 있다.It is practically applied to the vehicle and the wiring length of the wiring harness is different depending on the type of vehicle, but it is usually close to 2000M and its weight is over 100Kg, which adds to the weight of the vehicle, resulting in deterioration of fuel efficiency, and the design and installation of the wiring harness. Is acting as a big issue.
보통 다양한 전자 제어장치 및 편의 사양이 적용되고 있는 중대형 승용차의 경우 서로 다른 종류의 배선이 무려 600여종 이상이나 되어 유지보수의 문제와 더불어 가격 상승의 요인으로 작용하고 있다.Medium and large passenger cars, which are usually applied with various electronic control devices and convenience specifications, have more than 600 different types of wirings, which are causing a problem of maintenance and rising prices.
현재의 차량의 전역에 분포되어 장착되는 전기/전자장치간의 정보, 제어신호 및 각종 검출신호의 송수신을 수행하는 신경계 역할을 하는 와이어링 하네스는 대략 80회선의 메인 와이어링 하네스와 120회선의 섀시 와이어링 하네스, 70회선의 엔진 와이어링 하네스, 에어콘 와이어링 하네스로 구성되고 있다.The wiring harness, which serves as a nervous system for transmitting and receiving information, control signals, and various detection signals between electric and electronic devices distributed and mounted throughout the current vehicle, has approximately 80 main wiring harnesses and 120 chassis wires. It consists of a ring harness, 70-wire engine wiring harness, and air conditioning wiring harness.
특히, 상용차의 경우 실내외에 구비되는 램프류와 센서류, 제어장치류, 액츄에이터류, 배터리, 오디오, 비디오, TV, 계기판 등의 무수히 많은 전기 전자장치가 구비되며, 이들이 차량의 전반에 분포되어 있어 이들에게 전기를 공급하고 상호간의 정보 송수신 및 제어를 위한 와이어링 하네스가 유기적으로 연결되어 있다.In particular, commercial vehicles are equipped with a myriad of electrical and electronic devices such as lamps, sensors, controllers, actuators, batteries, audio, video, TVs, and dashboards that are provided indoors and outdoors. Wiring harnesses are organically connected for supplying electricity and for transmitting and receiving information to and from each other.
또한, 와이어링 하네스의 쇼트(Short)나 과부하에 의한 순간 전류의 증가시에 전장품의 고장 및 화재 발생을 방지하기 위한 목적으로 퓨즈 및 릴레이 등이 포함되어 있다.In addition, a fuse, a relay, and the like are included for the purpose of preventing the failure of the electrical equipment and the occurrence of fire in the event of an increase in the instantaneous current due to a short or overload of the wiring harness.
따라서, 차량을 제작 설계함에 있어 배선 작업과 관련된 복잡성을 줄이는 것이 가장 핵심사항이다.Therefore, reducing the complexity associated with wiring work is the key to building and designing a vehicle.
그러나, 상기의 각 전자 시스템과 각종 센서류 및 부하류는 해당 구동 패널을 중심으로 복수개의 와이어링 하네스를 통해 각각의 전기적 신호가 일대일 전송이 되도록 구성되어 와이어링 하네스의 배선 변경 및 단순화에는 많은 제약이 수반되며, 간단하게 해결할 수 없는 문제점이다.However, each of the above electronic systems, various sensors, and loads are configured such that each electrical signal is transmitted one-to-one through a plurality of wiring harnesses centering on a corresponding driving panel, and thus, there are many limitations on the wiring harness change and simplification. It is a problem that cannot be solved simply.
따라서, 복잡하게 연결되는 와이어링 하네스는 차량의 중량을 가중시켜 연비를 악화시키게 되고, 임의의 전기장치와 연결되는 와이어링 하네스의 단선이나 단락이 발생하여 해당 부분에 대한 동작이 정상적으로 이루어지지 않는 경우 와이어링 하네스의 복잡성으로 인하여 수리 복구가 거의 불가능하며, 동시에 그 고장 발생원인을 찾을 수 없는 단점이 있다.Therefore, the complicated wiring harness increases the weight of the vehicle to worsen fuel economy, and when the wiring harness connected to any electric device is disconnected or short-circuited, the operation of the corresponding part is not performed normally. Due to the complexity of the wiring harness, repair and repair are almost impossible, and at the same time, the cause of the failure cannot be found.
특히, 하나의 장치를 구동하기 위해서는 반드시 대응되는 신호선이 필요하며, 센서로부터 검출되는 신호를 판독하기 위해서도 반드시 대응되는 신호선에 의해 처리되어야 한다.In particular, a corresponding signal line is necessarily required to drive one device, and must also be processed by the corresponding signal line to read a signal detected from the sensor.
또한, 와이어링 하네스의 복잡함으로 인하여 신차의 개발 등에 있어 설계에 어려운 문제점이 있다.In addition, due to the complexity of the wiring harness, there is a difficult problem in the design of the development of a new car.
이러한 단점을 극복하기 위한 목적으로 엔진과 미션 부분에서는 CAN통신을 적용하고 있으나, 이는 차량의 전체 대비 극히 미약한 실정이다.In order to overcome this drawback, the CAN and engine parts are using CAN communication, but this is extremely weak compared to the whole vehicle.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 동일 출원인이 특허출원 제2002-17327호에 필드 버스(Field Bus)중에서 프로토콜 안정성과 확장성을 제공하는 지능형 네트워크인 론 워크 기술을 차량에 적용하여 와이어링 하네스 배선의 간편성과 유연한 확장성, 경량화를 통한 연비 향상, 네트워크를 통한 차량의 정보화 및 지능화를 제공하도록 하고 있으며, IPS(Intelligent Power Switch)를 적용하여 차량의 전장 구조에서 퓨즈와 릴레이의 사용을 배제하도록 하며, 정비시 하이 스캔(Hi-Scanner)를 통한 고장 진단이 가능하도록 하고 있다. In order to solve the above problems, the same applicant applies a patent application 2002-17327 to the vehicle by applying a Ron Walk technology, which is an intelligent network that provides protocol stability and scalability in a field bus, to simplify the wiring of the wiring harness. And flexible scalability, improved fuel economy through light weight, and informatization and intelligence of vehicles through the network, and IPS (Intelligent Power Switch) is applied to eliminate the use of fuses and relays in the vehicle's electronic structure and maintenance. It is possible to diagnose the fault through Hi-Scanner.
본 발명은 상기한 바와 같이 론 워크 네트워크를 적용하는 차량에서 공조장치의 구동 선택을 관장하는 모듈로부터 트위스트 페어(Twist Pair)로 구성되는 론 워크 네트워크를 통해 수신되는 신호에 따라 공조장치인 콘덴서 팬과 블로워 모터 및 증발기의 구동을 총괄 제어하는 수행하는 제어모듈을 제공하여 론 워크 네트워크의 활용에 안정성과 부하 구동에 안정성을 제공하도록 한 것이다. The present invention provides a condenser fan, which is an air conditioning device, according to a signal received through a ron work network composed of a twist pair from a module that manages the drive selection of an air conditioning device in a vehicle to which the ron walk network is applied as described above. By providing a control module that performs overall control of the blower motor and the evaporator, it provides stability to the loan work network and stability to the load driving.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 차량의 실내 온도 정보를 검출하는 온도센서와 컨넥터 접속되어 실내의 온도를 검출하는 아날로그 신호 검출부와; 상기 검출되는 아날로그 신호의 실내 온도를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 디코더부와; 공조장치의 구동 상태를 검출하는 디지털 신호 검출부와; 공조장치 구동을 선택하는 스위치의 신호를 관장하는 모듈과 론 워크 네트워크를 통해 접속되어 공조장치의 구동 선택과 조건 설정 데이터를 수신하며, 공조장치의 구동과 연관되는 제어 시스템을 관장하는 모듈측에 부하 보상을 위한 정보를 전송하는 데이터 송수신부와; 상기 데이터 송수신부를 통해 공조장치의 구동 선택 신호가 검출되면, 설정된 목표 온도가 유지되도록 공조장치의 제반적인 구동을 제어하는 제어부와; 상기 제어부의 제어신호에 따라 공조장치를 구성하고 있는 각 모터의 구동을 드라이브 하는 구동부와; 이그니션 온 상태에서 동작 전원을 공급하는 전원부와; 론 워크를 통해 수신되는 프로토콜 데이터의 분석을 위한 데이터와 설정된 온도 조건을 유지시키기 위한 제어 데이터가 설정되는 메모리부를 포함한다.이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.According to an aspect of the present invention, there is provided an analog signal detection unit connected to a temperature sensor for detecting indoor temperature information of a vehicle and detecting an indoor temperature; A decoder unit for converting and outputting a room temperature of the detected analog signal into a digital signal; A digital signal detector for detecting a driving state of the air conditioner; It is connected to the module that manages the signal of the switch to select the air conditioner drive and is connected through the loan work network to receive the drive selection and condition setting data of the air conditioner, and loads on the module side that controls the control system related to the air conditioner drive. A data transceiver for transmitting information for compensation; A control unit controlling overall driving of the air conditioning apparatus so that a set target temperature is maintained when a drive selection signal of the air conditioning apparatus is detected through the data transmission / reception unit; A driving unit for driving driving of each motor constituting the air conditioning apparatus according to the control signal of the controller; A power supply unit supplying operation power in the ignition on state; And a memory unit in which data for analysis of protocol data received through the ron walk and control data for maintaining a set temperature condition are set. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Is as follows.
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도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 공조장치 제어모듈은, 아날로그 신호 검출부(10)와 디코더부(20), 디지털 신호 검출부(30), 데이터 송수신부(40), 제어부(50), 구동부(60), 전원부(70) 및 메모리부(80)로 이루어지는데, 아날로그 신호 검출부(10)는 차량의 실내 온도 정보를 검출하는 온도센서와 컨넥터 접속을 통해 연결되어 차량 실내의 온도 정보를 검출한다.As can be seen in Figure 1, the vehicle air conditioner control module according to the present invention, the analog signal detector 10, the decoder 20, the digital signal detector 30, the data transmission and reception unit 40, the controller 50 ), The driving unit 60, the power supply unit 70 and the memory unit 80, the analog signal detection unit 10 is connected to the temperature sensor for detecting the indoor temperature information of the vehicle through a connector connection to the temperature information of the vehicle interior Detect.
디코더부(20)는 아날로그 신호로 검출되는 실내 온도 정보를 제어부(40)가 인식할 수 있는 디지털 신호로 변환하여 출력한다.The decoder 20 converts the room temperature information detected as an analog signal into a digital signal that can be recognized by the controller 40 and outputs the digital signal.
디지털 신호 검출부(30)는 블로워 팬 모터의 구동, 콘덴서 팬 모터의 구동, 증발기의 상태 등을 검출하는 센서와 컨넥터 접속을 통해 연결되어 해당 구동장치의 동작 상태 정보를 검출한다.The digital signal detector 30 is connected through a connector connection with a sensor that detects the drive of the blower fan motor, the drive of the condenser fan motor, the state of the evaporator, and the like, to detect operation state information of the corresponding drive device.
데이터 송수신부(40)는 공조장치 구동을 선택하는 스위치의 신호를 관장하는 모듈과 론 워크 네트워크를 통해 접속되어 설정된 프로토콜을 통해 공조장치의 구동 선택과 조건 설정에 대한 데이터를 수신하며, 공조장치의 구동에 따라 검출되는 정보를 연관되는 제어 시스템을 관장하는 모듈측에 전송하는 기능을 담당한다.The data transmission / reception unit 40 receives data on the drive selection and condition setting of the air conditioning device through a protocol set by being connected to a module that manages a signal of a switch for selecting the air conditioning device and a loan work network. It is responsible for transmitting the information detected according to the driving to the module side that manages the associated control system.
제어부(50)는 상기 데이터 송수신부(40)를 통해 공조장치의 구동을 선택하는 신호의 입력이 검출되면, 구동부(60)를 통해 설정된 조건을 만족하는 실내온도 유지를 위하여 도시되지 않은 콤푸레셔, 콘덴서, 증발기, 블로워 모터 등으로 이루어지는 공조장치의 구동을 제어하며, 이 과정에서 검출되는 정보와 공조장치 구동에 따라 연관되어 동작되는 다른 시스템을 관장하는 모듈측에 공조장치의 구동에 대한 정보를 전송하는 기능을 총괄적으로 제어한다.The controller 50, when the input of the signal for selecting the drive of the air conditioning unit through the data transmission and reception unit 40 is detected, a compressor, a condenser (not shown) to maintain the room temperature satisfying the conditions set by the drive unit 60 Controlling the operation of the air conditioner, including the evaporator and the blower motor, and transmitting information about the operation of the air conditioner to the module that manages the information detected in this process and other systems operated in association with the operation of the air conditioner. Overall control of the function.
구동부(60)는 상기 제어부(50)에서 인가되는 제어신호에 따라 공조장치를 구성하고 있는 블로워 모터, 콘덴서 모터, 증발기, 콤푸레셔 등의 구동을 설정된 온도조건이 유지되도록 하는 구동을 드라이브 한다.The driving unit 60 drives a drive to maintain a set temperature condition for driving a blower motor, a condenser motor, an evaporator, a compressor, etc. constituting an air conditioning apparatus according to a control signal applied from the control unit 50.
상기의 구동부(60)에는 상기의 각 모터에 연결되는 콘넥터의 접속불량이나 와이어의 단락 및 모터의 단락 등에 대한 이상유무를 진단할 수 있도록 IPS 자기 진단 기능이 더 포함된다.The drive unit 60 further includes an IPS self-diagnosis function for diagnosing a problem such as a connection failure of a connector connected to each motor, a short circuit of a wire, a short circuit of a motor, and the like.
전원부(70)는 본 발명의 모듈이 동작되는데 필요한 전원을 공급하는 것으로, 레귤레이터의 스위칭 주파수를 200Khz로 설정하고, 정격은 대략 1.3A로 하며, 역전압 방지 및 서지 방지 기능을 포함한다.The power supply unit 70 supplies power required to operate the module of the present invention, sets the switching frequency of the regulator to 200Khz, the rating is approximately 1.3A, and includes reverse voltage protection and surge protection functions.
메모리부(80)는 상기 데이터 송수신부(40)를 통해 수신되는 프로토콜 데이터의 분석을 위한 데이터와 설정된 온도 조건을 유지시키기 위한 제어 데이터가 설정되며, 구동중에 검출되는 자기 진단 정보를 지정된 어드레스 영역에 저장한다.In the memory unit 80, data for analysis of protocol data received through the data transmission / reception unit 40 and control data for maintaining a set temperature condition are set, and the self-diagnosis information detected during driving is stored in a designated address area. Save it.
상기한 구성을 갖는 공조장치 제어모듈에 설정되는 기능 수행의 정의는 하기의 표 1과 같이 정의된다.The function performance set in the air conditioner control module having the above configuration is defined as shown in Table 1 below.
또한, 상기의 입출력 포트(I/O)와 상호 연결된 NV 및 노드의 정의는 하기의 표 2와 같이 설정된다.In addition, the definitions of NVs and nodes interconnected with the input / output ports (I / O) are set as shown in Table 2 below.
전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명에 따른 모듈의 동작은 다음과 같이 수행된다.The operation of the module according to the present invention including the functions as described above is performed as follows.
이그니션 온으로 전원이 공급되면 전원부(60)는 설정된 스위칭 주파수의 레귤레이팅으로 제어모듈의 각 부분에 필요한 동작 전원을 공급한다.When power is supplied to the ignition on, the power supply unit 60 supplies the necessary operating power to each part of the control module by regulating the set switching frequency.
이때, 특허출원 제2002-17327호에 설명되어 있는 ACS_MO 모듈로부터 론 워크 네트워크를 통해 공조장치의 구동을 요구하는 신호가 데이터 송수신부(40)를 통해 제어부(50)에 검출되면 제어부(50)는 수신되는 데이터를 메모리부(80)에 설정되어 있는 데이터를 기반으로 공조장치의 구동 선택과 온도 설정을 분석한다.At this time, if a signal for requesting the operation of the air conditioning apparatus through the loan work network from the ACS_MO module described in Patent Application No. 2002-17327 is detected by the controller 50 through the data transceiver 40, the controller 50 The received data is analyzed based on the data set in the memory unit 80 and the driving selection and the temperature setting of the air conditioner.
이후, 제어부(50)는 분석된 정보에 따라 구동부(60)를 통해 공조장치를 구성하고 있는 블로워 모터의 각 단계별 속도, 콘덴서 팬의 각 단계별 속도, 증발기 및 콤푸레셔의 구동을 제어하여 설정된 온도 조건이 유지되도록 한다.Thereafter, the controller 50 controls the speed of each step of the blower motor constituting the air conditioning device, the speed of each step of the condenser fan, the driving of the evaporator and the compressor through the driving unit 60 according to the analyzed information. To be maintained.
이때, 온도센서로부터 검출되는 실내 온도 정보는 아날로그 신호 검출부(10)에 검출된 다음 디코더부(20)를 통해 디지털 신호로 변환되어 제어부(50)에 피드백 검출되므로, 제어부(50)는 이 정보에 따라 구동부(60)를 통해 콤푸레셔 클러치의 단속을 제어하여 설정된 목표 온도의 조건이 유지되도록 하며, 디지털 신호 검출부(30)를 통해 인가되는 구동상태의 정보에 따라 공조장치를 구성하고 있는 각 모터의 동작을 제어함과 동시에 자기 진단을 수행한다.At this time, the room temperature information detected by the temperature sensor is detected by the analog signal detection unit 10 and then converted into a digital signal through the decoder unit 20 is fed back detected by the control unit 50, so that the control unit 50 Accordingly, by controlling the interruption of the compressor clutch through the driving unit 60, the condition of the set target temperature is maintained, and the operation of each motor constituting the air conditioning apparatus according to the driving state information applied through the digital signal detection unit 30. Control and at the same time perform self-diagnosis.
또한, 데이터 송수신부(40)를 통해 수신된 공조장치의 구동 선택이 자동 조절모드인 경우 실내의 현재 온도를 검출한 다음 현재 온도를 목표 온도로 유지되도록 하기 위하여 구동부(60)를 통해 블로워 모터의 구동 속도를 점진적으로 제어하는 동작을 수행하여 신속한 시간 이내에 목표의 온도가 유지될 수 있도록 한다.In addition, when the driving selection of the air conditioner received through the data transmission and reception unit 40 is in the automatic adjustment mode, the blower motor is driven through the drive unit 60 to detect the current temperature of the room and maintain the current temperature at the target temperature. The operation of gradually controlling the driving speed is performed so that the target temperature can be maintained within a short time.
또한, 상기 공조장치의 구동에 따라 부하의 보상이 필요하므로, 제어부(50)는 현재의 제어되는 공조장치의 구동 정보를 데이터 송수신부(40)를 통해 관련되는 시스템을 관장하는 모듈측에 전송하여 해당 모듈로 하여금 엔진 부하의 보상이 수행될 수 있도록 하여 준다.In addition, since the compensation of the load is required according to the operation of the air conditioning apparatus, the controller 50 transmits the driving information of the currently controlled air conditioning apparatus to the module that manages the related system through the data transceiver 40. Allows the module to perform engine load compensation.
이외에도 다수의 기능이 수반되는데, 이에 대한 각각의 동작에 대하여 상기한 예시와 같이 수행되므로 이에 대한 설명은 생략하며, 이에 한정되지 않고 설계자의 응용에 따라 다양한 기능이 더 포함된다. In addition, a number of functions are involved, and each operation thereof is performed as described above, so a description thereof will be omitted, and the present invention is not limited thereto.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 차량의 전장 와이어링 하네스를 론 워크로 적용하며, 공조장치의 구동 요구를 하나의 네트워크 라인을 통해 수신하여 선택된 모든 구동 제어를 수행함으로 제어에 안정성을 제공하고, 와이어링 하네스의 간소화를 제공한다. As described above, the present invention applies the electric wiring harness of the vehicle as a ron walk, and provides stability to the control by receiving the driving request of the air conditioning apparatus through one network line and performing all the selected driving control. Provides simplification of the ring harness.
도 1은 본 발명에 따른 차량의 공조장치 제어모듈에 대한 구성 블록도.1 is a configuration block diagram of an air conditioner control module of a vehicle according to the present invention.
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