KR101142768B1 - 차량의 공기청정기 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 실내공기 오염을 감지하는 감지센서를 설치하고, 그 오염도 감지센서의 측정값에 의거하여 실내 공기의 오염 정도를 판단하여 송풍기용 모터를 제어하는 차량용 공기청정기 제어방법으로서, 공기청정기의 자동 운전 스위치가 온 되었는지를 판단하는 단계와; 자동 운전스위치가 온인 경우, 차량실내 오염도 측정을 위한 센서의 측정치를 읽어 들이는 단계와; 상기 측정치의 평균치를 계산하는 단계와; PCB상에 설치된 온도센서로부터 주위온도를 검출하는 단계와; 일정기간마다 온도변화치가 소정범위 이상으로 변화된 경우, 상기 평균치를 미리 정해둔 보상치 만큼 보상하는 단계와; 상기 오염도 검출 센서의 측정치와 상기 평균치에 소정기준치를 더한 값을 비교하여 상기 측정치가 큰 경우에는 고속구동으로, 작은 경우에는 저속구동으로 제어하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.

차량, 공기청정기, 송풍기, 온도, 스모그 센서

Description

차량의 공기청정기 제어방법{Control method for operating air cleaner of car}

도 1은 본 발명에 의한 차량의 공기청정기 제어 장치 블록도.

도 2는 본 발명에 의한 차량의 공기청정기 제어 방법 제어흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 정류기 2 : 5V레귤레이터

3 : 운전스위치 4 : 이이피롬

5 : 마이컴 6 : 12V 레귤레이터

8 : PWM 전압변환회로 9 : 모터

10 : 모터전류 검출부 11 : 스모그센서 측정부

12 : 스모그 센서 13 : 온도 검출부

14 : 온도센서

본 발명은 차량 실내공기의 오염을 판단하기 위한 스모그 센서의 특성을 보정하여 공기청정기를 제어하기 위한 방법에 관한 것으로서, 특히 PCB내에 온도감지 소자를 장착하여 주변온도를 감지하고, 그 온도치에 따라 스모그 센서치를 보정하여 온도변화에 의한 오동작을 방지할 수 있도록 한 차량의 공기청정기 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 실내는 공간이 좁고 폐쇄되어 있기 때문에, 먼지가 포함된 외부 공기가 유입되거나 운전자가 담배를 피울 경우 등과 같은 여러 요인에 의해 상기 차량의 실내 공기는 다른 곳에 비하여 오염이 빠르게 진행되며, 상기와 같이 오염된 공기는 적절한 환기가 이루어지지 못한 채 차량의 실내에 머물게 된다.

또한, 차량의 외부와 실내간의 공기 순환이 원활하게 이루어지지 않기 때문에, 차량의 실내에서 장시간 있다 보면 운전자와 탑승자의 호흡작용에 의해 산소가 부족해진다.

따라서, 운전자는 차량을 운전하는 동안에 상기와 같이 오염되고 산소가 부족한 공기에 노출되면 피로감과 두통 등의 증세를 느껴 안전 운전에 지장을 초래하는 원인이 되므로 자주 차량의 실내 공기를 환기시켜 준다.

상기와 같이 운전자가 차량을 운전하는 도중 실내의 공기를 환기시키려 할 때에는 차량에 특별한 환기장치가 없으므로, 창문을 열어 외부 공기를 유입시키고 내부공기는 배출시키는 방법으로 환기시키며, 선루프가 장착된 차량은 상기 선루프를 열어 환기시킨다.

상기와 같이 차량의 실내 공기를 환기시키는 방법은 수동작동이기 때문에 운전자가 번거롭고, 운전에 불편을 초래하므로 차량 실내의 공기의 오염정도를 검출하여 자동으로 환기 장치를 작동시키는 환기 장치들이 알려져 있다.

종래 차량 실내공기의 오염을 판단하기 위해서 스모그(SMOKE) 센서를 사용하여 실내공기의 오염정도를 판단하고, 그 오염정도에 따라 환기장치를 제어하고 있는데, 상기한 스모그 센서는 그 소자의 특성상 주변온도에 따라 감도가 변경되는 특성이 있다.

따라서 종래 스모그 센서를 사용하여 실내 공기 오염정도를 판단하는 방법에서는 주위 온도가 변경되는 경우 정확한 오염여부를 판단하기 어렵다는 단점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래 문제점을 개선하고자, 스모그 센서의 온도 특성을 보정하기 위하여 온도센서를 설치하여 검출된 온도에 따라 스모그 센서의 오염도 판단 레벨을 자동 보정하도록 함으로써, 주위 온도 변화에 따라 오염도 감지에러를 방지할 수 있도록 한 차량의 공기청정기 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 스모그 센서를 이용해 차량실내 오염도를 감지하여 환기 제어를 하는 차량의 공기청정기 제어방법에 있어서, 공기청정기의 자동 운전 스위치가 온 되었는지를 판단하는 단계와; 자동 운전스위치가 온인 경우, 차량실내 오염도 측정을 위한 센서의 측정치를 읽어 들이는 단계와; 상기 측정치의 평균치를 계산하는 단계와; PCB상에 설치된 온도센서로부터 주위온도를 검출하는 단계와; 일정기간마다 온도변화치가 소정범위 이상으로 변화된 경우, 상기 평균치를 미리 정해둔 보상치 만큼 보상하는 단계와; 상기 오염도 검출 센서의 측정치와, 상기 평균치에 소정기준치를 더한 값을 비교하여 상기 측정치가 큰 경우에는 고속구동으로, 작은 경우에는 저속구동으로 제어하는 단계로 이루어져 제어하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명은, 본 발명은 자동운전모드에서 스모그 센서를 통해 실내오염정도를 측정하고, 스모그센서 측정치에 의거하여 상승시에는 제1시간(T1)(예; 2분)마다 하강시에는 제2시간(T2)(예; 4초)(단; T1>T2)마다 평균치를 갱신처리하며, 일정시간(예; 2분)마다 PCB상의 온도센서를 통해 온도를 검출하여 소정온도(예; 5도)이상 상승된 경우 상기 스모그 센서의 측정치 레벨을 1단계(예; 0.02V) 상승시켜 보상하고, 상기 평균치에 소정기준치(예; 저속운전일 때 250mV, 고속운전일 때 200mV)를 더한 값과 현재 측정치를 비교하여 공기청정기의 송풍기 모터 제어를 하게 된다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 차량의 공기청정기 제어 장치의 구성도이다.

이에 도시된 바와 같이 전원(12V DC)을 입력받아 정류기(1)를 통해 정류하여 5V전원으로 공급하는 5V 레귤레이터(2)와, 공기청정기의 운전을 제어하기 위한 운전 스위치(3)와, 본 발명에 의한 온도보상제어등을 포함하는 공기청정기의 제어프로그램 등을 저장하는 이이피롬(4)과, 운전스위치(3)의 조작에 의해 공기청정기의 운전을 제어하되, 본 발명에 의해 스모그센서의 측정치를 온도변화에 따라 보상하여 제어를 하는 마이컴(5)과, 마이컴(5)의 제어에 의해 ION(7) 제어를 위한 12V 레귤레이터(6)와, 상기 마이컴(5)의 제어신호에 의해 송풍기 모터(9)를 구동시키기 위한 PWM 전압변환회로(8)와, 그 PWM 전압 변환회로(8)를 통해서 모터 전류를 검출하여 상기 마이컴(5)으로 피드백시키는 모터전류 검출부(10)와, 스모그 센서(12)로부터 실내공기의 오염정도를 측정하기 위한 스모그센서 측정부(11)와, 온도센서(14)로부터 주위온도를 검출하기 위한 온도 검출부(13)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명에서는, 스모그 센서 측정부(11)를 통해 스모그 센서(12)의 실내공기 오염도를 측정하여 PWM 전압 변환회로(8)를 통해 송풍기모터(9)를 제어하여 환기 제어를 함에 있어서, 온도센서(14)를 더 설치하고, 온도검출부(13)를 통해 온도를 검출하여 온도변화가 급격히 변화되는 경우 스모그센서(12)의 측정치를 보상하여 모터(9)를 제어하도록 구성함에 특징이 있다.

본 발명에 의한 온도센서(14)는, PCB상에 설치하는 것으로서, 스모그 센서(12)가 주위 온도변화에 의해 영향을 많이 받으므로 이를 보상하기 위한 것이다.

공기청정기 제어모드는, 마이컴(5)이 운전스위치(3)의 상태를 판단하여 저속(LOW), 고속(HIGH) 스위치가 온 되어 있으면 해당 되는 속도로 PWM전압 변환회로(8)를 통해 모터(9)를 구동시켜 공기청정기 운전모드를 제어한다. 만약, 자동(AUTO) 스위치가 온되어 있으면 미리 프로그램되어 있는 자동운전 제어에 의거하여 스모그 센서 측정부(11)를 통해 스모그 센서(12)의 측정치를 검출하고, 오염도 판단을 통해서 상기한 모터(9)를 저속 또는 고속 등으로 제어를 하게 된다.

이때, 본 발명에 의해 온도보상을 하게 되는데, 이는 자동 운전 모드에서 온도센서(14)를 통해 주위온도를 검출하여 오염도 증가 없이 온도가 상승하였을때 스모그센서의 측정치를 보상하여 운전 에러가 발생되는 것을 방지하도록 한다.

이와 같이, 온도센서(14)를 설치하여 공기청정기를 제어하는 방법으로는, 도 2에 도시된 바와 같다.

도 2는 본 발명에 의한 공기청정기의 제어흐름도이다.

운전 스위치가 입력되는지를 판단하는 단계(S10)를 수행한다. 운전스위치(3)중 저속(LOW) 스위치가 온되어 있으면, 모터(9)를 저속으로 구동시키는 단계(S11)를 수행하고, 고속(High) 스위치가 온되어 있으면, 모터(9)를 고속으로 구동시키는 단계(S12)를 수행한다.

만약, 자동(Auto) 스위치가 온 되어 있으면, 미리 설정된 소정시간 동안 대기하는 초기 대기단계(S13)를 수행한다. 초기 대기는 실내공기의 오염도를 측정하기 위한 스모그 센서(12)가 안정화 될 때까지 소정시간(약, 3분)동안 대기상태로 기다린다.

상기 초기 대기시간이 경과된 후, 스모그 센서의 측정치를 읽어들이는 단계(S14)를 수행한다. 이어서 스모그 센서(14)의 측정치에 대해 평균치를 계산하는 단계(S15)를 수행한다. 평균치 계산은, 스모그 센서의 측정치가 상승하는 경우 제1시간(T1)(예; 2분)마다 평균치를 상승시키고, 스모그 센서의 측정치가 하강하는 경우 제2시간(T2)(예; 4초)(단; T1>T2)마다 평균치를 하강시킨다.

상기와 같이 스모그 센서의 측정치의 변화에 따라 평균치를 계산하여 두고, 주위 온도변화에 의해 그 평균치를 보상하는 단계(S16)를 수행한다. 이는 PCB상에 온도센서(14)를 설치하여 주위온도를 검출하고, 오염이 없는 상태에서 온도 상승시 2분마다 평균치를 상승시키도록 한다.

즉, 온도 검출부(13)를 통해서 온도를 검출하고 일정시간 간격(예; 2분)마다 온도 변화치를 측정하고, 그 온도 변화치가 소정의 기준치보다 큰 경우, 즉, 급격한 온도변화가 발생한 경우, 미리 정해둔 보상치로 상기 스모그 센서 측정치의 평균치를 보상한다. 이때 평균치를 직접 정해둔 보상치 만큼 보상하는 방법도 있지만, 측정치의 피드백치를 보상하는 방법도 있다.

예를 들어, 매 2분마다 온도를 감지하여 5도 이상의 급격한 온도변화가 발생하면, 스모그센서에서 피드백되는 센서측정치를 약 0.02V정도(이는 AD치의 1정도) 보정하도록 한다.

상기와 같이 주위 온도에 의해 스모그 센서 측정치를 보상하면서, 오염도 판단을 하게 된다.

오염도 판단은, 상기 스모그 센서의 측정치와 상기 평균치에 소정의 제1기준치(Hys1)를 더한 값을 비교하는 단계(S17)를 수행한다. 이때 상기 제1기준치(Hys1)는, 실험적으로 구해진 값으로서, 본 발명에서는 약 250mV를 일예로하고, 이를 평균치에 더하여 현재 측정치와 비교한다.

상기 측정치가 평균치에 제1기준치를 더한 값보다 큰 경우, 소정시간 동안(약 10초간) 중간속도(Middle)로 모터를 구동하는 단계(S18) 및 그 후, 고속(HIGH)으로 구동제어하는 단계(S19)를 수행한다.

한편, 상기 오염도 판단을 위한 비교단계(S17)에서 현재 측정치가 평균치에 제1기준치를 더한 값보다 작거나 같은 경우 현재 모터의 속도가 고속 구동인지를 판단하여 고속구동이 아니면 상기 평균치 계산 단계(S15)로 리턴하는 단계(S20)를 수행한다.

상기 단계(S20)에서 고속구동인 경우, 상기 측정치와 상기 평균치에 소정의 제2기준치(Hys2 = 200mV)를 더한 값을 비교하여 측정치가 큰 경우에는 상기 평균치 계산 단계(S15)로 리턴하는 단계(S21)를 수행한다. 이는 고속 구동일때 측정치와 평균치를 비교하되, 평균치에 제2기준치(200mV)를 더한 값보다 측정치가 큰 경우에는 현재 구동상태(고속구동)를 유지하도록 평균치 계산단계(S15)로 리턴하며, 측정치가 작거나 같은 경우는 소정시간동안 중간속도로 구동시켜 상태변화를 지연시키는 단계(S22)를 수행한다.

이는 고속구동에서 갑자기 저속구동으로 변화시키지 않고 소정시간(예; 50초)동안 중간속도로 구동시켜 상태변화를 지연하고, 이후 저속(LOW)으로 구동하는 단계(S23)를 수행한다.

이와 같이 본 발명에 의한 차량의 공기청정기 제어는, 운전스위치(3)의 상태에 따라 저속/고속 제어를 하고, 자동 스위치가 온되어 있으면, 스모그 센서의 측정치에 대한 평균치를 계산하고, 측정치 상승시에 2분마다 평균치를 상승시키고, 측정치 하강시에는 4초마다 평균치를 하강하며, 2분마다 온도변화를 측정하여 온도변화가 소정온도 이상 변화된 경우 상기 평균치를 보상한다. 상기와 같이 온도보상을 수행하면서, 현재 측정치와 평균치에 소정의 기준치를 더한 값과 비교하여 측정치가 큰경우 고속운전으로 구동하며, 측정치가 작은 경우 저속운전으로 구동한다. 이때 저속운전일 때는 평균치에 250mV를 더한 값과 측정치를 비교하며, 고속운전일 때는 평균치에 200mV를 더한 값과 측정치를 비교하여 모터의 운전속도를 제어하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 차량의 실내 공기 오염도를 측정하여 차량의 공기청정기의 운전 속도를 자동제어하는 방법에 있어서, 스모그센서가 온도변화에 민감하다는 단점을 보상할 수 있도록 온도센서를 설치하고, 자동모드 운전 제어시에 소정시간마다 온도를 측정하여 온도변화가 소정의 기준치 이상으로 급격한 변화가 발생하면 스모그 센서의 측정치를 보상하도록 함으로써 주위온도변화에 따라 측정이 잘못되어 오작동이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 차량실내 오염도를 감지하여 환기 제어를 하는 차량의 공기청정기 제어방법에 있어서,

   공기청정기의 자동 운전 스위치가 온 되었는지를 판단하는 자동운전 판단단계와;

   자동 운전스위치가 온인 경우 차량 실내 오염도 측정을 위한 센서의 현재 측정치를 읽어 들이는 오염도 측정단계와;

   상기 현재 오염도 측정단계에서 오염도 측정치의 평균치를 미리 설정된 시간마다 갱신하여 계산하는 오염도 평균치 계산단계와;

   PCB상에 설치된 온도센서로부터 주위온도를 검출하는 온도 측정단계와;

   상기 온도 측정단계에서 측정된 온도에 대해 일정시간마다 온도 변화치를 계산하고 온도 변화치가 미리 설정된 소정범위 이상으로 변화된 경우 상기 오염도 평균치 계산단계에서 계산된 오염도 평균치에 미리 정해둔 소정 기준치를 더하여 보상하는 오염도 평균치 보상단계와;

   상기 오염도 측정단계에서 측정된 현재 오염도 측정치와 상기 오염도 평균치 보상단계에서 보상된 오염도 평균치에 소정기준치를 더한 값을 비교하여 상기 오염도 측정치가 큰 경우에는 고속구동으로 작은 경우에는 저속구동으로 모터를 제어하는 모터제어단계를 수행하되,

   상기 모터제어단계는,

   상기 측정치가 평균치에 소정 기준치를 더한 값보다 큰 경우, 고속(HIGH)으로 구동 제어하기 전에 소정시간 동안 중간속도(Middle)로 모터를 구동하는 단계와,

   상기 오염도 판단을 위한 비교에서 현재 측정치가 평균치에 소정 기준치를 더한 값보다 작거나 같은 경우 현재 모터의 속도가 고속 구동인지를 판단하여 고속구동이 아니면 상기 평균치 계산 단계로 리턴하는 단계와,

   상기 고속구동 판단에서 고속구동인 경우, 상기 측정치와 상기 평균치에 소정 기준치를 더한 값을 비교하여 측정치가 큰 경우에는 상기 평균치 계산 단계로 리턴하고, 상기 측정치가 작거나 같은 경우는 저속으로 구동제어하기 전에 소정시간동안 중간속도로 구동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 공기청정기 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 평균치 계산 단계는,

   오염도 측정 센서의 측정치가 상승하는 경우 미리 설정된 제1시간(T1) 마다 평균치를 갱신시키고,

   상기 측정치가 하강하는 경우 미리 설정된 제2시간(T2)(단, T1 > T2) 마다 평균치를 갱신시키는 것을 특징으로 하는 차량의 공기청정기 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 보상 단계는,

   일정한 시간마다 온도를 검출하고,

   이전 온도치에 비해 현재 온도치가 미리 정해둔 소정의 온도 변화치 이상으로 변화되었는지를 판단한 후,

   소정 온도 변화치 이상으로 변화된 경우, 미리 정해둔 소정 보상치 만큼 상기 평균치를 보상하는 것을 특징으로 하는 차량의 공기청정기 제어방법.
4. 삭제

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