KR100645154B1 - Method for controling air conditioner of vehicle used photo sensor - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 자동차용 공조 시스템의 공기 흐름을 나타낸 상태도이다. 1 is a state diagram showing the air flow of the automotive air conditioning system.
도 2는 일반적인 자동차용 공조 시스템을 간략하게 나타낸 블록구성도이다. 2 is a block diagram schematically showing a general automotive air conditioning system.
도 3은 일사센서의 출력값과 온도보상값과의 관계를 나타낸 그래프이다. 3 is a graph showing the relationship between the output value of the solar sensor and the temperature compensation value.
도 4는 본 발명에 의한 일사센서를 이용한 자동차의 공조 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a method for controlling air conditioning of a vehicle using a solar radiation sensor according to the present invention.
도 5는 일사센서의 출력값을 나타낸 그래프이다. 5 is a graph showing the output value of the solar sensor.
도 6은 태양의 위치에 따른 일사센서의 출력값의 변화를 나타낸 그래프이다. 6 is a graph showing the change in the output value of the solar sensor according to the position of the sun.
도 7은 태양의 위치를 설명하기 위한 도면이다. 7 is a view for explaining the position of the sun.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 - -Explanation of symbols for the main parts of the drawings-
202 : 키입력부 204 : 내기온도센서202: key input unit 204: air temperature sensor
206 : 외기온도센서 208 : 덕트센서206: outside temperature sensor 208: duct sensor
210 : 수온센서 212 : 일사센서210: water temperature sensor 212: solar radiation sensor
214 : 제어부 216 : 표시부214: control unit 216: display unit
218 : 액츄에이터부218: actuator portion
본 발명은 일사센서를 이용한 자동차의 공조 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일사센서를 이용하여 좌우 독립 공조가 이루어지는 자동차에서 태양의 고도와 태양의 상대적 위치를 계산하여 공조시스템의 온도조절 댐퍼의 개도를 보정하여 운전석과 조수석의 토출 출력비를 조절함으로써 최적의 공조제어를 할 수 있도록 한 일사센서를 이용한 자동차의 공조 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to an air conditioning control method of a vehicle using a solar radiation sensor, and more particularly, to calculate the sun's altitude and the relative position of the sun in a vehicle in which left and right independent air conditioning is performed using a solar radiation sensor. The present invention relates to an air conditioning control method of an automobile using a solar sensor that provides optimum air conditioning control by adjusting an output ratio of a driver's seat and a passenger seat by correcting an opening degree.
자동차의 공조 시스템은 다양한 기후나 주행 조건에서도 승차원에게 쾌적한 환경을 제공하고, 동시에 윈도(Window)의 흐림과 서리 등을 방지하여 운전자의 시계를 확보하여 안전한 운전을 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. 상기 쾌적한 환경은 보통 10여개의 항목으로 나눌 수 있으며 이들 항목 중에서 공조 시스템은 자동차 실내의 온도, 풍량, 풍향 등을 조절하는 역할을 하는 것으로 자동차에 있어서 냉방, 난방, 제습, 가습, 송풍, 환기, 청정, 윈도 디플로스터(Window Difroster) 장치 등이 이에 속한다고 볼 수 있다.The air conditioning system of the vehicle aims to provide a comfortable environment for the passengers even under various weather conditions and driving conditions, and at the same time, to prevent driver's window cloudy and frost to secure the driver's watch for safe driving. . The comfortable environment can be generally divided into about 10 items, among which the air conditioning system plays a role in controlling the temperature, air volume, wind direction, etc. of the vehicle interior, cooling, heating, dehumidification, humidification, ventilation, ventilation, Clean, Window Difroster devices, etc. can be regarded as this.
이러한 공조 시스템의 공기흐름도와 그 기계적 구성은 도 1에 도시된 바와 같이, 내·외기의 공기 유입량을 조절하는 내·외기인렛댐퍼(101 ; Inlet Damper)와 상기 내·외기 공기를 자동차의 실내로 송풍하기 위한 블로어팬(151 ; Blower Fan)과, 블로어팬(151)에 의해 유입된 공기를 3∼5℃의 제습된 냉풍으로 변환시켜 주는 증발기(152 ; Evaporater) 및 블로어팬(151)에 의해 유입된 공기를 온풍으로 변환시켜 주는 히터코어(153 ; Heater Core)와, 상기 냉풍과 온풍을 적절히 섞어서 자동차 실내의 온도를 결정하는 에어믹스댐퍼(102 ; Air Mix Damper)등으로 구성되어 있다. As shown in FIG. 1, the airflow diagram of the air conditioning system and its mechanical configuration control the internal and external
여기서 증발기(152)는 쿨러유닛(Cooler Unit ; 미도시)에 연결되어 있어 내·외기인렛댐퍼(101)로 유입된 공기를 냉풍으로 변환시켜 주며, 히터코어(153)는 엔진의 온수를 순환시켜 공기와 열 교환하는 방식의 히터유닛(미도시)에 연결되어 내·외기인렛댐퍼(101)로 유입된 공기를 온풍으로 변환시켜 주는 역할을 한다. 한편, 상기 에어믹스댐퍼(102)가 히터코어(153)의 통로를 차단하는 위치에 있을 때에는 최대 냉방(Max. Cool)이, 냉풍 통로를 막는 위치에 있을 때에는 최대 난방(Max. Warm)이 되며 그 중간 위치에서는 온풍과 냉풍이 혼합되어 중간 온도를 얻을 수 있다. Here, the
또한 다수개의 댐퍼(102∼107)는 조절된 공기를 자동차 실내의 어디로 배분할지를 결정하는 것으로, 103의 댐퍼가 열려 있을 때에는 센터와 사이드(Center Side ; 운전석과 조수석 전방의 인스투르먼트 패널(Instrument Panell)의 중앙부 및 좌우에 위치함) 및 리어벤트(Rear Vent ; 뒷좌석의 선단에 위치)로 공기가 흐르게 되고, 104의 댐퍼가 열려 있을 때에는 앞,뒷좌석의 발밑으로 주로 온풍의 송출이, 105의 댐퍼가 열려 있을 때에는 윈드실드 및 사이드윈도(Window Shield Side Window)의 흐려짐과 서리 등을 방지하기 위해 윈드실드 및 사이드윈도쪽으로 공기 가 분출된다. 108의 댐퍼는 혹서기에 주차시 등 급속한 실내의 냉방이 필요할 때에 열어 냉풍량의 증가를 꾀하는 것이며, 보조댐퍼(100a∼100d)는 승차원이 마음대로 여닫을 수 있도록 하고 있다. In addition, the plurality of dampers (102 to 107) determine where to distribute the regulated air to the interior of the car, when the 103 damper is open, the Center and Side (Instrument Panell) of the front of the driver and passenger seat Center and left and right) and rear vent (rear vent), when the damper of 104 is open, the warm air is blown out to the feet of the front and rear seats, and 105 dampers are opened. When present, air is blown towards the windshield and side windows to prevent frost and frost on the windshield and side windows. The
위에서 설명한 공기흐름도와 기계적 구조를 갖는 자동차용 공조 시스템은 여러가지 방법으로 제어 될 수 있는데 종래에는 운전자의 키입력에 따라 토출온도, 토출풍량, 토출풍향, 내·외기 공기의 흐름을 선택하기 위해 각 기구들을 작동시키기 위한 에어믹스댐퍼/컴프레셔(Compressor) 엑츄에이터, 블로어팬 엑츄에이터, 각종 댐퍼의 위치를 결정하는 모드(Mode)선택 엑츄에이터, 내·외기인렛댐퍼 엑츄에이터로 이루어진 엑츄에터부로 구성되었다. The air conditioning system for automobiles having the air flow and mechanical structure described above can be controlled in various ways. Conventionally, each apparatus is selected to select the discharge temperature, the discharge wind volume, the discharge wind direction, and the flow of internal and external air according to the driver's key input. It consists of an air mix damper / compressor actuator, a blower fan actuator, a mode selection actuator for determining the position of various dampers, and an internal and external air inlet damper actuator.
도 2는 일반적인 일사센서를 이용한 자동차의 공조 시스템을 나타낸 블록구성도이다. 2 is a block diagram showing an air conditioning system of a vehicle using a general solar sensor.
여기에 도시된 바와 같이 운전자가 공조 시스템의 각종 작동을 설정하기 위한 키입력부(202)와, 자동차 실내의 온도를 감지하기 위한 내기온도센서(204)와, 자동차 실외의 온도를 측정하기 위한 외기온도센서(206)와, 증발기를 통과한 냉풍의 온도를 감지하기 위한 덕트센서(208)와, 히트코어에 유입되는 물의 온도를 감지하기 위한 수온센서(210)와, 일사량을 감지하기 위한 일사센서(212)와, 내기온도센서(204)와 외기온도센서(206)와 덕트센서(208)와 수온센서(210)와 일사센서(212)의 값을 입력받아 키입력부(202)를 통해 설정한 값에 대응되도록 토출온도, 토출풍량, 토출풍향, 내·외기 공기의 흐름 선택하기 위해 액츄에이터부(218)를 제어하는 제 어부(214)와, 제어부(214)의 작동상태 및 설정상태를 표시하기 위한 표시부(216)로 이루어진다. As shown here, a
따라서, 운전자가 설정한 설정 온도 또는 제어로직데이타에 근접할 때까지 내기온도센서(204)와 외기온도센서(206)와 덕트센서(208)와 수온센서(210)와 일사센서(212)의 값을 입력받아가면서 에어믹스댐퍼, 컴프레셔, 블로어팬, 모드선택, 내·외기인렛 댐퍼를 상호 유기적으로 구동시키기 위한 엑츄에이터부(218)를 제어하여 자동으로 자동차 실내의 토출온도, 토출풍량, 토출풍향 등을 조절하게 된다. Accordingly, the values of the
특히, 태양의 일사량을 감지하는 일사센서(212)는 단일센서내에 2개의 포토다이오드가 구비되어 있어 일사량에 따라 운전석과 조수석 중 어느쪽에 태양이 위치하고 있는지를 판단할 수 있다. In particular, the
따라서, 태양이 비치는 측에는 내기온도센서(204)를 통해 실내온도를 측정한 값보다 높아질 수 있기 때문에 태양이 비치는 측의 토출풍량을 보상하여 좌우독립적으로 제어함으로써 더욱더 쾌적한 공기조화가 이루어지도록 하고 있다. Therefore, since the sun temperature may be higher than a value measured by the
그러나, 도 3과 같이 일사센서의 출력값에 대응하여 선형적으로 온도보상값을 결정하여 제어할 경우 태양의 정확한 위치를 알 수 없게 되어 실제 운전자가 가장 태양의 영향을 많이 받는 조건인 차량의 진행방향과 일정각도를 가지면서 운전자 측면 90도를 이루는 조건에서는 일사 보정제어가 이루어지지 않는 문제점이 있다. However, when the temperature compensation value is linearly determined and controlled in response to the output value of the solar sensor as shown in FIG. 3, the exact position of the sun is not known, and thus the driving direction of the vehicle, which is a condition where the actual driver is most affected by the sun. There is a problem that the solar radiation correction control is not performed under the condition that the driver side has a certain angle and forms the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 일사센서를 이용하여 좌우 독립 공조가 이루어지는 자동차에서 태양의 고도와 태양의 상대적 위치를 계산하여 공조시스템의 온도조절 댐퍼의 개도를 보정하여 운전석과 조수석의 토출 출력비를 조절함으로써 최적의 공조제어를 할 수 있도록 한 일사센서를 이용한 자동차의 공조 제어방법을 제공함에 있다. The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to calculate the relative position of the sun and the altitude of the sun in the vehicle in which the left and right independent air conditioning using a solar radiation sensor of the temperature control damper of the air conditioning system The present invention provides an air conditioning control method for an automobile using a solar sensor that provides optimum air conditioning control by adjusting the discharge output ratio of a driver's seat and a passenger seat by correcting an opening degree.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 단일센서에 2개의 포토다이오드로 구성된 일사센서를 구비하여 좌우독립제어가 가능한 공기조화 시스템에 있어서, 키입력부를 통해 사용자 설정값을 입력받는 단계와, 각종 센서값을 읽어들여 액츄에이터의 작동값을 설정하는 단계와, 일사센서의 출력값을 통해 전후 출력값과 좌우 출력비를 계산하는 단계와, 전후 출력값과 좌우 출력비를 통해 태양의 위치를 파악하는 단계와, 태양의 위치에 매칭되는 온도보상값에 따라 좌우 온도조절 댐퍼의 개도를 보상하는 단계와, 보상된 값에 따라 설정값에 근접하도록 액츄에이터부를 작동시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an air conditioning system in which left and right independent control is provided with a single sensor comprising two photodiodes in a single sensor, receiving user setting values through a key input unit, and Reading the sensor value and setting the operating value of the actuator, calculating the front and rear output values and the left and right output ratios through the output values of the solar sensor, and determining the position of the sun through the front and rear output values and the left and right output ratios, Compensating the opening degree of the left and right temperature control damper according to the temperature compensation value matched with the position, and operating the actuator unit to approach the set value in accordance with the compensated value.
이와 같이 이루어진 본 발명은 사용자가 입력한 설정값에 근접하도록 제어할 때 일사센서를 통해 입력된 일사량에 따라 태양의 전방각도 및 측방각도에 따른 태양의 위치를 파악한 후 태양의 위치에 매칭되는 온도보상값에 따라 좌우 온도조절 댐퍼 개도를 보정하여 액츄에이터부를 제어함으로써 최적의 공기조화가 이루어질 수 있도록 한다. According to the present invention made as described above, the temperature compensation is matched to the position of the sun after grasping the position of the sun according to the sun's forward and lateral angles according to the amount of insolation input through the solar radiation sensor when controlling to approach the set value input by the user. The right and left temperature control damper opening degree is corrected according to the value to control the actuator unit so that the optimum air conditioning is achieved.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the present embodiment is not intended to limit the scope of the present invention, but is presented by way of example only and the same parts as in the conventional configuration using the same reference numerals and names.
도 4는 본 발명에 의한 일사센서를 이용한 자동차의 공조 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a method for controlling air conditioning of a vehicle using a solar radiation sensor according to the present invention.
본 발명은 단일센서에 2개의 포토다이오드로 구성된 일사센서(212)를 구비하여 좌우독립제어가 가능한 공기조화 시스템에서 키입력부(202)를 통해 사용자 설정값을 입력받는다(S10). The present invention includes a
이후 공조 시스템에 설치되어 있는 내기온도센서(204)와 외기온도센서(206)와 덕트센서(208)와 수온센서(210)와 일사센서(212)로부터 자동차 실내의 온도와 자동차 실외의 온도와 증발기를 통과한 냉풍의 온도와 히트코어에 유입되는 물의 온도 및 일사량을 감지한 값을 입력받게 된다. Since the
이렇게 입력된 센서값을 통해 사용자가 설정한 설정값으로 동작할 수 있도록 액츄에이터부(218)의 작동값을 설정하게 된다(S12). The operation value of the
그런다음 일사센서(212)내에 구비된 2개의 포토다이오드에서 출력되는 각각의 값을 통해 전후 출력값과 좌우 출력비를 계산한다(S14). Then, the front and rear output values and the left and right output ratios are calculated based on the respective values output from the two photodiodes provided in the solar sensor 212 (S14).
즉, 일사센서(212)의 출력값을 살펴보면 도 5와 같이 태양의 측방각도에 따라 운전석 출력과 조수석 출력이 서로 다르게 나타남을 알 수 있다. That is, when looking at the output value of the
따라서, 이를 도 6의 (나)에 도시된 바와 같이 좌우 출력비로 계산할 경우 태양의 측방각도에 따라 운전석측 출력비와 조수석측 출력비를 계산할 수 있다. Therefore, when calculating this as the left and right output ratio as shown in (b) of FIG. 6, the driver's seat output ratio and the passenger seat side output ratio may be calculated according to the lateral angle of the sun.
또한, 도 6의 (가)에 도시된 바와 같이 일사센서(212)의 출력값이 태양의 전방각도에 따라 40%에서 100%까지 변화하는 것을 알 수 있다. 따라서, 이 그래프를 통해 일사센서(212)의 출력값을 통해 태양의 전방각도에 따른 전후 출력값을 계산할 수 있다. In addition, as shown in (a) of Figure 6 it can be seen that the output value of the
이렇게 도 6의 (가)와 (나)를 통해 측정된 일사센서(212)의 출력값으로부터 전후 출력값과 좌우 출력비를 계산하게 될 경우 이 값을 기반으로 도 7에 도시된 바와 같이 차량에 비치는 태양의 전방각도와 측방각도를 구할 수 있게 됨에 따라 태양의 위치를 파악할 수 있게 된다(S16). Thus, when the front and rear output values and the left and right output ratios are calculated from the output values of the
이와 같이 태양의 위치를 파악하게 되면 태양의 위치에 매칭되는 온도보상값에 따라 이미 설정된 액츄에이터부(218)의 작동값에서 좌우 온도조절 댐퍼 개도를 보상한다(S18). When the position of the sun is determined as described above, the left and right temperature control dampers are compensated for by the operating value of the
이렇게 태양의 위치에 따라 좌우 온도조절 탬퍼 개도를 보상하여 설정된 작동값에 따라 액츄에이터부(218)를 작동시켜 사용자가 설정한 설정값에 근접하도록 제어하게 된다(S20). Thus, the left and right temperature control tamper opening degree is compensated according to the position of the sun to operate the
예를들어 냉방시 태양이 차량 정면과 이루는 각 즉, 전방각도가 60도이고 운전석측 출력비가 65%가 된다면 공조 시스템에서 운전자측으로 토출되는 공기의 온도를 가장 시원하게 보정할 수 있도록 운전자측 온도조절 댐퍼를 차가운 측으로 조절하여 좌우 독립적으로 조절하게 된다. For example, if the sun makes an angle with the front of the vehicle during cooling, that is, the front angle is 60 degrees and the driver's side output ratio is 65%, the driver's temperature control damper can be used to compensate the temperature of the air discharged from the air conditioning system to the driver's side most coolly. It is adjusted to the left and right independently by adjusting to the cold side.
상기한 바와 같이 본 발명은 일사센서를 이용하여 좌우 독립 공조가 이루어지는 자동차에서 태양의 고도와 태양의 상대적 위치를 계산하여 공조시스템의 온도조절 댐퍼의 개도를 보정하여 운전석과 조수석의 토출 출력비를 조절함으로써 최적의 공조제어를 할 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention calculates the altitude of the sun and the relative position of the sun in a vehicle in which left and right independent air conditioning is performed using a solar radiation sensor to correct the opening degree of the temperature control damper of the air conditioning system, thereby adjusting the discharge output ratio of the driver's seat and the passenger seat. There is an advantage that can be optimal air conditioning control.
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