KR100941101B1 - 차량용 공조시스템의 액츄에이터 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 문서는 차량 실내의 온도를 조절하는 에어믹스도어(Air Mix Door) 또는 차량에 유입되는 공기를 선택할 수 있는 내외기 도어와 같은 개도량 조절이 요구되는 도어를 구동시키는 액츄에이터 모터 제어에 있어서, 액츄에이터 모터에서 발생하는 스파이크 신호를 펄스로 피드백하여 액츄에이터 제어에 이용하는 차량용 공조 시스템의 액츄에이터 제어장치를 제공하기 위한 것이다. 이 차량용 공조 시스템의 액츄에이터 제어장치에 따르면, 현재 액츄에이터 모터 구동 현황을 피드백 받을 수 있어 액츄에이터 제어의 신뢰성을 높일 수 있을 것이다.

공조장치, 액츄에이터, 펄스, 제어, LPF, 감지, 피드백, 카운터, 도어

Description

차량용 공조시스템의 액츄에이터 제어장치{ACTUATOR CONTROLLER OFAN AIR CONDITIONER FOR A VEHICLE}

본 문서는 차량용 공조 시스템의 액츄에이터 제어장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 도어의 개도량에 따라 구동되는 액츄에이터를 기 설정된 펄스 수에 도달하도록 피드백 제어하여 정확한 도어의 개도량 조절이 가능한 차량용 공조 시스템의 액츄에이터 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 공조시스템(Air Conditioning System)은 자동차 실내의 온도, 습도, 공기의 청정도 및 흐름을 쾌적하게 유지하는 시스템으로서, 통상 에어컨과 히터로 구분되며, 사용자가 원하는 온도에 따라 에어컨 또는 히터가 구동된다.

상술한 공조시스템은 내, 외기 선택에 따라, 외부의 공기를 차량의 실내로 유입시키거나 또는 차량 내부의 공기를 공조장치로 유입시켜 순환시키도록 인테이크도어가 구동된다.

그리고, 사용자가 원하는 온도가 설정되거나, 사용자의 조작으로 히터 또는 에어컨이 구동될 때, 공조장치에서는 증발기와 히터코어 간에 구비된 에어믹스 도어(Air Mix Door: 이하, AMD 라 칭함)의 개도량을 조절하여 설정 온도에 도달하도록 조절한다.

또한, 공조장치의 덕트(Duct)에서 설정 온도에 따라 조절된 공기는 블로워(Blower)의 구동으로 차량의 실내로 압송되는데, 모드(Mode)의 기능으로 발, 정면, 후면 등의 풍향이나 풍량에 대한 내, 외기 모드 설정에 따라 조절 및 제어되도록 모드도어가 구동된다.

이러한 기능들은 덕트의 내, 외부에 도어를 설치하여 덕트의 내부 또는 외부가 개폐되는 정도를 조절하여 이루어지는데, 이러한 도어들은 액츄에이터(Actuator)의 모터 구동에 따라 각도가 조절된다.

상술한 인테이크도어를 구동시키는 도어 액츄에이터는 덕트의 출구를 열거나 닫는 동작만을 수행하는 것에 비해서, 내, 외기 모드를 조절하거나 또는 설정 온도에 따라 공기의 온도를 조절하는 액츄에이터는 도어의 각도를 여러 단계로 조절하는 기능을 수행하도록 이루어지므로, 개폐만을 수행하는 액츄에이터와는 기능 및 구성이 다르다.

예를 들면, 사용자가 설정한 온도가 23℃이고, 현재 온도가 18℃인 경우에는 사용자가 설정한 설정 온도에 도달하기 위해서는 증발기 측의 공기 유입량은 적게, 히터 코어의 공기 유입량은 많게 공기를 섞어야 하며, 이를 위해서는 에어믹스도어의 각도를 조절하는 액츄에이터를 구동시켜야 한다.

이를 위하여, 차량의 공조장치를 제어하는 마이크로 컨트롤러(Microcontroller)는 액츄에이터를 정방향(Clock Wise: 시계방향) 또는 역방 향(Counter Clock Wise)으로 회전시켜 에어믹스도어의 개도량을 조절한다.

그러나, 액츄에이터의 개도량을 제어함에 있어서, 정방향 또는 역방향으로 구동되는 액츄에이터의 피드백을 받지 않고 제어를 수행하여, 목표 개도량에 도달하지 못할 수 있고, 제어의 안정성 및 신뢰성을 높일 수 없으며, 이와 같은 경우 사용자의 설정 온도에 근접하지 못해 사용자의 감성 품질(Emotional Quality)을 만족시킬 수 없는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 차량의 공조장치의 덕트 내, 외부에 구비된 도어의 개도량을 정확히 제어할 수 있도록 펄스 및 피드백 제어를 실시하는 차량용 공조시스템의 액츄에이터 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 액츄에이터에서 발생된 스파이크를 저역통과필터를 이용하여 펄스로 감지하고, 목표 개도량에 따라 기 설정된 펄스 수에 도달하도록 피드백 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템의 액츄에이터 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 목표 개도량에 도달하는 시간을 최소화시킬 수 있고, 사용자가 원하는 개도량을 정확히 구현할 수 있도록, 액츄에이터의 스파이크에서 과전압 또는 노이즈를 제거시키는 펄스 감지부가 포함된 차량용 공조시스템의 액츄에이터 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 펄스 감지의 최적 환경을 형성하기 위하여, 펄스 감지부의 각 소자값을 한정하여 펄스 카운터를 보호하면서 신뢰성 높은 감지값을 펄스 카운터로 제공할 수 있는 차량용 공조시스템의 액츄에이터 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 일 수단으로써 차량용 공조 시스템에 구비되는 다수의 도어의 개폐를 수행하는 액츄에이터 제어장치는, 정방향 또는 역방향으로 구동되는 액츄에이터 모터의 구동 결과에 상응하는 펄스에 대해 펄스 수를 카운팅하는 펄스 카운터를 포함한다.

그리고, 상기 액츄에이터 모터가 정방향 또는 역방향으로 회전되면서 발생되는 스파이크 신호를 감지하고 상기 스파이크 신호를 상기 액츄에이터 모터의 구동 결과에 상응하는 펄스로 생성하여 상기 펄스 카운터로 입력하는 펄스 감지부를 포함한다.

또한, 사용자 설정에 따라 설정되는 목표 개도량에 따른 펄스 수와 상기 펄스 카운터에서 전달되는 펄스 수를 비교하여 상기 액츄에이터 모터를 제어하는 마이크로 컨트롤러를 포함한다.

상기 펄스 감지부는, 상기 스파이크 신호에서 일정 대역의 주파수만을 통과시키는 저역통과필터, 상기 필터에서 생성된 펄스의 리플을 제거하는 제1 커페시터 및 상기 제1 커페시터를 통과한 펄스의 노이즈를 제거하고, 상기 액츄에이터의 회전에 따른 과전압 인가를 방지하기 위한 다이오드를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 저역통과필터는, 상기 액츄에이터 모터와 직렬 연결되는 제2 저항과 일정 주파수 이하의 대역만을 통과시키도록, 상기 제2 저항과 병렬 연결된 제2 커페시터를 포함할 수 있다.

이때 상기 제2 저항값은 950 Ω 내지 1050 Ω, 상기 제2 커페시터의 용량은 0.95nF 내지 1.05 nF의 값을 가지고, 상기 저역통과필터는 144KHz 내지 176 KHz 이하 대역의 주파수를 통과시킬 수 있다.

상기 제1 커페시터의 용량은 5.32 nF 내지 5.88 nF 이고, 상기 다이오드는 듀얼 공통 에노드 제너 다이오드가 될 수 있다.

상기 차량용 공조 시스템의 액츄에이터 제어장치는, 상기 펄스 카운터와 상기 액츄에이터 간에 상기 펄스 카운터를 보호하도록, 상기 펄스 카운터와 상기 액츄에이터 사이에 마련된 제1 저항을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 저항은, 40.3 Ω 내지 45.45 Ω일 수 있다.

그리고, 상기 다수의 도어는, 설정 온도에 따라 개폐되는 에어믹스도어 및 내, 외기 모드 설정에 따라 개폐되는 모드도어를 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 차량의 공조장치에 구비되는 각 도어의 개도량을 조절하는 액츄에이터를 정확히 제어할 수 있으므로, 사용자가 원하는 설정 온도에 최소한의 응답 시간으로 도달할 수 있고, 액츄에이터에서 발생 및 변환된 펄스는 펄스 감지부에서 과전압 및 노이즈를 제거하여 정확한 펄스를 마이크로 컨트롤러에서 카운트할 수 있도록 이루어지므로, 정확한 입력값에 대한 피드백으로 정확한 액츄에이터를 구동시킬 수 있는 등의 효과를 거둘 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 액츄에이터에서 발생되는 스파이크를 통해 펄스를 생성하고 이 펄스를 카운트하여 공조 시스템에 장착되는 도어의 현재 개도량을 판단할 수 있는 차량용 공조 시스템의 액츄에이터 제어장치에 대한 본 발명의 실시예 들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조시스템을 개략적으로 도시한 블록도 및 단면도이다.

도 1에서 도시된 바와 같이, 차량용 공조시스템은 내, 외기 모드도어로 덕트(Duct)에 유입되는 공기가 선택되면, 유입된 공기의 온도 및 습도를 조절한다. 여기서, 내, 외기 모드도어의 구동으로 유입된 공기는 블로워(Blower)가 회전하면서 차량의 실내 방향으로 공기를 압송시키고, 덕트를 통해 이동된 공기는 증발기 및 히터코어를 거쳐 사용자가 설정한 온도에 도달하게 된다.

상술한 내, 외기 모드는 풍량 도어의 위치 예를 들어, 운전자 정면, 사이드, 후면, 발 등이나 풍량 예를 들어 약, 중, 강에 따라 구분되는 모드에 따라 내, 외기 모드도어의 개도량이 조절된다.

또한, 사용자가 설정한 설정 온도에 도달하기 위하여, 증발기와 히터 코어 간에 구비된 에어믹스도어(AMD: Air Mix Door)의 개도량이 조절되며, 이에 따라 증발기 측의 공기와 히터 코어 측의 공기가 섞여 설정 온도에 도달하게 된다.

여기서, 증발기의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서, 차량의 외부 온도를 측정하는 외기온 및 내기온 센서, 내, 외기 모드가 입력되는 내, 외기 모드, 에어믹스도어의 개도량 등의 입력값에 기초하여 마이크로 컨트롤러(10)는 내, 외기 모드 도어와 에어믹스도어의 개도량을 계산한다.

상술한 마이크로 컨트롤러(10)는 계산된 개도량에 따른 제어 신호를 출력하 고, 출력된 제어 신호를 펄스 카운터(20)에서 받고, 펄스 카운터(20)는 정방향(CW:Clock Wise) 또는 역방향(CCW: Counter Clock Wise)으로 액츄에이터(30)를 구동시켜 개도량이 조절되도록 한다.

여기서, 액츄에이터(30)가 구동됨과 동시에 펄스 감지부(50)에서는 액츄에이터(30)의 구동으로 발생된 스파이크(Spike)를 일정 대역 통과 및 저지시켜 펄스로 출력하고, 잡음 및 과전압이 없도록 펄스 카운터(20)로 입력시킨다.

상술한 펄스 카운터(20)에서는 출력된 펄스를 마이크로 컨트롤러(10)로 전달하고, 이를 마이크로 컨트롤러(10)에서는 감지하여 목표 개도량에 따른 기 설정된 펄스 수와 측정된 펄스 수를 비교하고, 기 설정된 펄스 수에 도달할 때까지 액츄에이터(30)를 구동시킨다.

계산된 목표 개도량에 따라 기 설정된 목표 펄스 수와 현재 펄스 수를 비교하여 피드백 제어가 이루어지므로, 빠른 응답 속도로 목표 개도량에 도달할 수 있고, 펄스 감지부(50)의 신뢰성 높은 감지를 이용함으로써, 카운트된 펄스 수의 신뢰도가 높아지며, 이에 따라 정확한 피드백 제어가 이루어질 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 액츄에이터 제어장치를 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 액츄에이터 제어장치 중 펄스 감지부로 입력되는 스파이크를 개략적으로 도시한 그래프이다.

도면에서 도시된 바와 같이, 차량용 공조시스템의 액츄에이터 제어장치(1)는 내, 외기 모드 스위치 또는 사용자의 설정 온도를 스위치로부터 입력받는다.

이는, 마이크로 컨트롤러(10)의 A/D 입력단으로 입력되어, 아날로그로 입력 된 내, 외기 모드 또는 사용자의 설정 온도가 디지털 값으로 변환되고, 내, 외기 모드 또는 사용자의 설정 온도에 따라 액츄에이터(30)의 목표 개도량과 방향이 계산된다.

마이크로 컨트롤러(10)는 변환된 값으로 각 도어의 제어 구간을 인식하며, 인식된 구간에 목표 개도량에 따른 기 설정된 펄스 수만큼 액츄에이터(30)를 구동하도록 제어하는데, 구간에 따른 기 설정된 펄스 수는 마이크로 컨트롤러(10)에 초기 전원이 입력되었을때의 액츄에이터(30)의 조정값(Calibration Value)으로 결정된다.

그리고 나서, 마이크로 컨트롤러(10)에서는 정방향(CW: Clock Wise) 또는 역방향(CCW: Counter Clock Wise)에 따라 결정된 펄스 수만큼 액츄에이터(30)를 구동시키게 된다.

액츄에이터(30)의 구동 신호를 입력받은 펄스 카운터(20)는 제어 신호에 따라 액츄에이터(30)를 정방향 또는 역방향으로 구동시키되, 기 설정된 펄스 수만큼 회전되도록 하여 계산된 목표 개도량 및 방향으로 구동되도록 신호를 출력한다.

예를 들어, 펄스 카운터(20)는 콰드 펄스 카운트 드라이버(QPCD: Qaud Pulse Count Driver)를 이용하는데, 상기 QPCD는 4 개의 영구 자석 DC 모터를 구동시킬 수 있는 고전압 CMOS IC로서, 펄스를 이용한 피드백 기술을 적용할 수 있도록 이루어진다.

또한, QPCD는 각 액츄에이터(30)가 생성하는 브러시 통신 펄스를 감지 및 카운트할 수 있으며, 마이크로 컨트롤러(10)와 단순한 인터페이스를 제공하고, 각각 의 액츄에이터(30)를 정방향 또는 역방향으로 낮은 임피던스 H-브리지를 통하여 구동시킬 수 있다.

여기서, 역방향으로 출력되는 단자와 상기 액츄에이터(30)의 연결 부분에 직렬로 제1 저항(R1)은 42.5Ω의 값을 가지며, 약 5%의 오차를 가지며 40.3Ω 내지 45.45Ω의 값을 가질 수 있고, 외부 신호의 HIGH SHORT 또는 LOW SHORT가 발생한 경우, 상기 펄스 카운터(20)를 보호하는 소자로 43Ω(2W)의 값을 가질 수 있다.

또는, 마이크로 컨트롤러(10)에서 3 상 신호로 제공되는 제어 신호에 따라 감지된 펄스 수에 따라 A/D 변환량을 판별하여 액츄에이터(30)의 회전을 정지시키며, 이에 따른 액츄에이터(30)의 정류자 신호는 디지털 펄스(각 액츄에이터 당 하나)를 생성하는 원샷 회로를 촉발하기 전, 적절히 증폭 및 필터링된다.

이와 동시에, 액츄에이터(30)의 구동으로 발생되는 스파이크(Spike)을 감지하여 펄스로 변환시키는 펄스 감지부(50)는 스파이크 신호를 일정 대역에 대해 통과시키고, 그 외의 대역은 저지시켜 펄스 형태의 신호로 변환한다.

이를 위하여, 상기 펄스 감지부(50)는 상기 액츄에이터(30)와 직렬로 연결된 제2 저항(R2)과 상기 제2 저항(R2)에 병렬로 연결되어 접지된 제2 커페시터(C2)로 이루어진 저역통과필터(Low Pass Filter, 51)를 포함한다.

상술한 저역통과필터(51)에서 일정 대역을 통과시켜 펄스를 형성한 경우, 상기 펄스 신호는 제1 커페시터(C1, 53)에 의해 리플이 제거되며, 상기 펄스 카운터(20)의 펄스 감지단으로 입력되기 전에 다이오드(D1, 55)에서 노이즈 및 과전압이 제거된다.

본 실시예는 펄스 감지부(50)의 각 소자값을 한정하여 최적의 펄스 감지가 이루어지도록 하는데, 제1 커페시터(C1, 53)는 5.6nF 의 값을 가질 수 있으며, 약 10%의 오차를 허용하여 5.32nF 내지 5.88nF 의 값을 가질 수도 있다.

또한, 제2 커페시터(C2)는 1nF 의 값을 가지며, 약 10%의 오차를 허용하여 0.95nF 내지 1.05 nF의 값을 가질 수 있고, 제2 저항(R2)은 1KΩ을 가지며 약 5%의 오차를 허용하여 950Ω 내지 1050Ω의 저항값을 가질 수도 있다.

여기서, 다이오드(D1, 55)는 듀얼 공통 에노드 제너 다이오드(Dual Common Anode Zeners)를 이용할 수 있으며, 특히 MMBZ27V 소자를 이용하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 값을 가지는 제2 커페시터(C2)와 제2 저항(R2)으로 이루어진 저역통과필터(51)는 하기 수학식 1 에 의해 통과/저지되는 기준 주파수가 계산될 수 있다.

여기서, R 과 C 의 값은 저역통과필터(51)에 적용된 제2 저항(R2)과 제2커페시터(C2)이며, 수학식 1에서 계산되는 바에 따라 본 실시예에 따른 저역통과필터(51)에서는 159KHz 이하의 스파이크 신호는 통과시키고, 159KHz 를 초과하는 스파이크 신호는 저지시켜 펄스 형태로 감지할 수 있다.

그리고, 제2 저항(R2)과 제2 커페시터(C2)는 일정 범위의 오차를 가지기 때 문에, 통과/저지 대역의 기준 주파수도 144KHz 내지 176 KHz 이하 대역으로 일정 범위를 가질 수 있다. 또한, 감지된 펄스는 제1 커페시터(53)를 통하여 리플이 제거되고, 다이오드(55)를 통하여 과전압 및 노이즈가 제거될 수 있다.

이렇게 출력된 펄스는 마이크로 컨트롤러(10)의 펄스 입력단을 통하여 입력되어 카운트되고, 현재 개도량에 상응하는 이 카운트 값과 기 설정된 펄스 수와 비교하여 목표 펄스 수에 도달할 때까지 액츄에이터(30)가 구동되도록 제어할 수 있다.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 액츄에이터 제어장치의 각 부분에서 측정한 파형을 개략적으로 도시한 도이다.

도면에서 도시한 바와 같이, 우선 스위치로부터 입력되면 마이크로 컨트롤러(10)에서 액츄에이터(30)로 제어 신호를 출력한다.

도 4a는 3 가지의 상태(HIGH, LOW, STOP)을 액츄에이터(30)로 송출하게 되는데, 2V 내지 3V의 전압은 STOP인 정지이며, 4V 이상의 전압은 HIGH로서 액츄에이터(30)가 정방향으로 회전되도록 제어하는 신호이고, 1V 이하의 전압은 LOW 로서 액츄에이터(30)가 역방향으로 회전되도록 제어하는 신호이다.

도 4b는 펄스 카운터에서 마이크로 컨트롤러(10)의 제어 신호에 의해서, 액츄에이터(30)를 펄스 카운터로 제어하는 신호 파형을 보여주는 그래프이고, 도 4c를 참조하면 액츄에이터(30)의 구동에 따라 mV 단위로 스파이크(Spike)가 발생하는 것을 확인할 수 있다.

도 4d는 액츄에이터(30)의 구동에 따라 스파이크 신호가 변환된 펄스 신호를 펄스 카운터(20)에서 변환 및 출력하여 마이크로 컨트롤러(10)로 송출하는 신호 파형을 나타낸다.

도 5는 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 액츄에이터 제어과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

도면에서 도시된 바와 같이, A 지점은 에어믹스도어(Air Mix Door)가 닫힌 상태(FULL CLOSE)인 개도량 0%로 정의하고, B 지점은 에어믹스도어(AMD)가 열린 상태인 개도량 60%로 정의한다.

여기서, 마이크로 컨트롤러(10)의 제어 신호에 의해 역방향으로 제어되도록 액츄에이터(30)를 구동시키되, 에어믹스도어(AMD)가 B 지점으로 오도록 개도량을 60%로 조절하는 경우를 가정한다.

상술한 A 지점에서 B 지점으로 에어믹스도어가 이동하기 위해서는, 즉 60%의 개도량을 조절하기 위해서는 기 설정된 펄스 수가 100 개라 가정하고, 액츄에이터(30)가 구동하기 시작한 이후부터 펄스 감지부(50)에서 펄스 수를 감지 및 마이크로 컨트롤러(10)로 출력한다.

여기서, 마이크로 컨트롤러(10)는 상기 펄스를 입력받아 기 설정된 펄스 수와, 입력된 펄스의 수를 카운트하여 비교하고, 기 설정된 펄스 수에 측정된 펄스 수가 일치할 때까지 액츄에이터(30)를 구동시키는 피드백 제어가 이루어지는 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 액츄에이터 제어장치 구동과정을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

도면에서 도시된 바와 같이, 차량의 시동이 켜지면, 단계 S10에서 공조 장치가 온(ON) 상태인 경우를 확인하면서 본 실시예에 따른 액츄에이터 제어과정이 시작된다. 여기서, 공조 장치가 온 상태가 아닌 경우에는, 본 실시예에 따른 액츄에이터제어 과정을 실시하지 않으므로, 공조 장치 오프(OFF)를 묻는 단계 S90를 거쳐 종료된다.

그리고, 단계 S20에서 공조 장치에 전원이 입력된 경우에는 액츄에이터에 입력되는 구동신호를 받도록 대기하며, 단계 S30에서 구동 신호가 입력되는 경우에는, 단계 S40에서 마이크로 컨트롤러에서 펄스 카운터로 역방향, 정방향, 정지 등의 3 가지 상태의 신호를 전달한다.

그리고 나서, 단계 S60에서 펄스 카운터는 정방향, 역방향 또는 정지 등의 신호를 액츄에이터로 전달하고, 상기 펄스 신호로 구동되는 액츄에이터는 회전되기 시작함과 동시에 펄스 감지부에서 액츄에이터 구동에 따른 스파이크를 감지한다.

단계 S70에서 상술한 펄스 감지부에서 스파이크 신호를 저역통과필터 및 보호 소자 등을 통하여 펄스로 변환하여 감지하고 이를 펄스 카운터로 출력한다. 그리고, 이 펄스를 입력받은 펄스 카운터는 마이크로 컨트롤러로 전달하여 인터페이스로 작동한다.

여기서, 마이크로 컨트롤러는 단계 S80에서 측정된 펄스 수와 구동 신호에 따른 펄스 수, 즉 측정 펄스 수와 목표 펄스 수를 비교하며, 허용 오차 범위 내인 경우에는 제어 신호에 따른 구동이 완료된 경우이므로 본 실시예에 따른 제어를 종료하는 단계로 전달된다. 하지만, 허용 오차 범위를 벗어난 경우에는 제어 신호에 따른 구동이 완료되지 않았으므로 다시 단계 S40으로 이동하여 제어가 완료될 때까지 액츄에이터를 구동시키게 된다.

본 발명에 따른 차량용 공조 시스템의 액츄에이터 제어장치는 차량의 공조장치 내부 덕트에 구비되는 도어의 개도량을 조절하기 위하여, 펄스 감지부에서 각 도어를 구동시키는 액츄에이터에서 발생되는 스파이크 신호에 대해 잡음 및 과전압을 제거하고, 저역통과필터를 통해 일정 대역의 주파수를 통과시켜 펄스 신호로 변환하여 이 펄스를 펄스 카운터를 통해 마이크로 컨트롤러로 전달한다.

그러면, 마이크로 컨트롤러는 액츄에이터의 구동에 따라 형성된 펄스 수와, 제어에 따라 기 설정된 펄스 수를 비교하여 목표 펄스 수에 도달하도록 피드백 제어하여 빠른 응답 속도 및 높은 신뢰성을 가지도록 할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허 청구 범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조시스템을 개략적으로 도시한 블록도 및 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 액츄에이터 제어장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 액츄에이터 제어장치 중 펄스 감지부로 입력되는 스파이크를 개략적으로 도시한 그래프이다.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 액츄에이터 제어장치의 각 부분에서 측정한 파형을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 액츄에이터 제어과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 액츄에이터 제어장치 구동과정을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 간단한 설명>

1: 차량용 공조시스템의 액츄에이터 제어장치

10: 마이크로 컨트롤러 20: 펄스 카운터

30: 액츄에이터 40: 제1 저항

50: 펄스 감지부 51: 저역통과필터

53: 제1 커페시터 55: 다이오드

Claims (8)

1. 삭제
2. 차량용 공조 시스템에 구비되는 다수의 도어의 개폐를 수행하는 액츄에이터 제어장치에 있어서,

   정방향 또는 역방향으로 구동되는 액츄에이터 모터의 구동 결과에 상응하는 펄스에 대해 펄스 수를 카운팅하는 펄스 카운터;

   상기 액츄에이터 모터가 정방향 또는 역방향으로 회전되면서 발생되는 스파이크 신호를 감지하고, 상기 스파이크 신호를 상기 액츄에이터 모터의 구동 결과에 상응하는 펄스로 생성하여 상기 펄스 카운터로 입력하는 펄스 감지부; 및

   사용자 설정에 따라 설정되는 목표 개도량에 따른 펄스 수와 상기 펄스 카운터에서 전달되는 펄스 수를 비교하여 상기 액츄에이터 모터를 제어하는 마이크로 컨트롤러를 포함하되, 상기 펄스 감지부는,

   상기 스파이크 신호에서 일정 대역의 주파수만을 통과시키는 저역통과필터;

   상기 필터에서 생성된 펄스의 리플을 제거하는 제1 커페시터; 및

   상기 제1 커페시터를 통과한 펄스의 노이즈를 제거하고, 상기 액츄에이터의 회전에 따른 과전압 인가를 방지하기 위한 다이오드

   를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조 시스템의 액츄에이터 제어장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 저역통과필터는, 상기 액츄에이터 모터와 직렬 연결되는 제2 저항과 일정 주파수 이하의 대역만을 통과시키도록, 상기 제2 저항과 병렬 연결된 제2 커페시터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조 시스템의 액츄에이터 제어장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 제2 저항값은 950 Ω 내지 1050 Ω, 상기 제2 커페시터의 용량은 0.95nF 내지 1.05 nF의 값을 가지고, 상기 저역통과필터는 144KHz 내지 176 KHz 이하 대역의 주파수를 통과시키는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조 시스템의 액츄에이터 제어장치.
5. 청구항 2에 있어서,

   상기 제1 커페시터의 용량은 5.32 nF 내지 5.88 nF 이고, 상기 다이오드는 듀얼 공통 에노드 제너 다이오드인 것을 특징으로 하는, 차량용 공조 시스템의 액츄에이터 제어장치.
6. 청구항 2에 있어서,

   상기 차량용 공조 시스템의 액츄에이터 제어장치는, 상기 펄스 카운터를 보호하도록, 상기 펄스 카운터와 상기 액츄에이터 사이에 마련되는 제1 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조 시스템의 액츄에이터 제어장치.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 제1 저항은, 40.3 Ω 내지 45.45 Ω인 것을 특징으로 하는, 차량용 공조시스템의 액츄에이터 제어장치.
8. 청구항 2에 있어서,

   상기 다수의 도어는, 설정 온도에 따라 개폐되는 에어믹스도어 및 내, 외기 모드 설정에 따라 개폐되는 모드도어를 포함하는 것을 포함하는, 차량용 공조시스템의 액츄에이터 제어장치.

Images