KR101453365B1 - Control method of vehicle air conditioner - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 공조장치의 제어방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 템프도어의 개도량을 비례-적분(PI) 제어식에 의해 산출하여 제어함에 있어서 비례정수 및 적분정수를 템프도어의 작동구간 중 토출온도 변화량이 작은 구간과 변화량이 큰 구간별로 다르게 설정하여 변화량이 작은 구간에서 템프도어의 이동속도를 빠르게 구동함으로써 목표 토출온도 도달시간을 줄일수 있는 차량용 공조장치의 제어방법에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a control method for a vehicle air conditioner, and more particularly, to a control method for a vehicle air conditioner, and more particularly, to a control method for a vehicle air conditioner by calculating proportional and integral constants The present invention relates to a control method of a vehicle air conditioner capable of reducing a target discharge temperature reaching time by rapidly driving a moving speed of a tempdoor in a section in which a discharge temperature change amount is small and a change amount is large.
이에 본 발명은, 공조장치(10)내에 설치되어 증발기(E)를 통과한 공기와 히터코어(H)를 통과한 공기의 혼합량을 조절하는 템프도어(1)와, 상기 공조장치(10)에서 토출되는 실제 토출온도와 목표 토출온도를 토대로 상기 템프도어(1)의 개도량을 산출하는 제어부를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 템프도어(1)의 개도량을 비례-적분(PI) 제어식에 의해 산출하되, 상기 비례-적분(PI) 제어식의 비례정수(Gp) 및 적분정수(Gi)는 상기 템프도어(1)의 작동 구간 중 실제 토출온도의 변화량이 작은 구간과 변화량이 큰 구간별로 다르게 설정하여, 실제 토출온도의 변화량이 작은 구간에서는 상대적으로 템프도어의 이동속도를 빠르게 구동하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a temperature control system for an air conditioner, comprising: a tempo door (1) provided in an air conditioner (10) for controlling a mixing amount of air passing through an evaporator (E) and air passing through a heater core (H) And a controller for calculating an opening amount of the tempo door 1 on the basis of the actual discharge temperature to be discharged and the target discharge temperature, wherein the control unit controls the opening amount of the tempo door 1 to be proportional-integral (Gp) and the integral constant (Gi) of the proportional-integral (PI) controlled type are calculated by a proportional integral (PI) control type, and a period in which the variation amount of the actual discharge temperature among the operating sections of the tempo door Is set differently for each of the large sections so that the moving speed of the tempo door is relatively quickly driven in a section where the variation amount of the actual discharge temperature is small.
공조장치, 템프도어, 비례-적분(PI) Air conditioner, temp door, proportional-integral (PI)
Description
본 발명은 차량용 공조장치의 제어방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 템프도어의 개도량을 비례-적분(PI) 제어식에 의해 산출하여 제어함에 있어서 비례정수 및 적분정수를 템프도어의 작동구간 중 토출온도 변화량이 작은 구간과 변화량이 큰 구간별로 다르게 설정하여 변화량이 작은 구간에서 템프도어의 이동속도를 빠르게 구동함으로써 목표 토출온도 도달시간을 줄일수 있는 차량용 공조장치의 제어방법에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a control method for a vehicle air conditioner, and more particularly, to a control method for a vehicle air conditioner, and more particularly, to a control method for a vehicle air conditioner by calculating proportional and integral constants The present invention relates to a control method of a vehicle air conditioner capable of reducing a target discharge temperature reaching time by rapidly driving a moving speed of a tempdoor in a section in which a discharge temperature change amount is small and a change amount is large.
일반적으로 차량용 공조장치는 고급화 추세에 따라 차량 실내의 에어 컨디셔닝에 관해서도 보다 쾌적한 공간을 창출하기 위한 하이테크화가 추진되고 있으며, 그 중의 하나로 전자동 온도 조절장치(FATC)가 도입되고 있다.2. Description of the Related Art [0002] In general, in automotive air conditioners, high-tech is being promoted in order to create a more comfortable space with respect to air conditioning in a car interior in accordance with a trend toward higher quality. One of them is FATC.
전자동 온도 조절(FATC)이 가능한 공조장치는, 냉방, 난방, 환기, 공기청정기 등의 기기를 승객이 쾌적함을 느끼도록 프로그램된 마이컴(제어부)을 이용하여 자동제어하는 장치로서, 주행중의 별다른 조작없이 사용자가 셋팅한 희망온도에 맞춰 스스로 동작하도록 하는 것으로, 오토버튼의 조작시에 작동되어 도 1에서 보이 는 바와 같이, 내,외기 온도센서, 일광 센서, 냉각수 온도센서, 증발기 센서 등의 각종 센서들로 이루어진 센서부의 신호 입력에 따라 블로어 모터, 에어컨 컴프레서, 내,외기 도어 액츄에이터, 템프도어 액츄에이터 및 모드도어 액츄에이터 등을 피드백 제어하여 적절한 온도로 공조모드를 수행하도록 이루어져 있다.Fully automatic temperature control (FATC) -capable air conditioning system is a device that automatically controls air conditioning, heating, ventilation, air cleaner, etc. by using a microcomputer (control unit) programmed to make passengers feel comfortable. The user operates the automatic button according to the desired temperature set by the user so that the various sensors such as the inside / outside temperature sensor, the daylight sensor, the cooling water temperature sensor, the evaporator sensor, The air conditioner compressor, the inner and outer door actuators, the tempo door actuators, and the mode door actuators in accordance with a signal input from the sensor unit.
여기서, 상기 템프도어(1)는 도 2와 같이, 공조장치(10)내에 설치되어 증발기(E)를 통과한 공기와 히터코어(H)를 통과한 공기의 혼합량을 조절하게 되며, 이때, 상기 마이컴(제어부)은 상기 공조장치(10)에서 차량 실내로 토출되는 공기의 실제 토출온도가 목표 토출온도가 되도록 상기 템프도어(1)의 개도량을 비례-적분(PI) 제어식에 의해 산출하여 제어하게 된다.2, the tempo door 1 is provided in the
목표 템프도어 개도량은 다음의 식으로 산출 할 수 있다.The target temp door opening amount can be calculated by the following equation.
목료 템프도어 개도량(n) = 목표 템프도어 개도량(n-1) - Gp × {토출온도 에러(n) - 토출온도 에러(n-1)} - Gi × 토출온도 에러(n)(N) -Gi × Discharge temperature error (n) - Gp × {Discharge temperature error (n) - Discharge temperature error (n-1)} - Gi × Discharge temperature error
여기서, 목표 템프도어 개도량(n): 현재 목표 템프도어 개도량, Here, the target temp door opening amount (n): the current target temp door opening amount,
목표 템프도어 개도량(n-1): 이전 목표 템프도어 개도량,Target Temp Door Door Weight (n-1): previous target temp door weight,
토출온도 에러(n): 목표 토출온도 - 감지토출온도(실제 토출온도),Discharge temperature error (n): target discharge temperature - detection discharge temperature (actual discharge temperature),
토출온도 에러(n-1): 이전 토출온도 애러,Discharge temperature error (n-1): previous discharge temperature error,
Gp: 비례게인(비례정수),Gp: proportional gain (proportional constant),
Gi: 적분게인(적분정수),Gi: integral gain (integral constant),
이와 같이, 전자동 온도 조절(FATC)이 가능한 공조장치(10)는 상기 각종 센 서로부터 신호를 입력 받아 차량 실내를 쾌적하게 제어하기 위한 목표 토출온도를 산출하고, 이후 공조장치(10)에 장착된 토출온도 감지센서로 부터 실제 토출온도를 입력 받아 상기 연산식을 통해 템프도어(1) 개도량을 비례-적분(PI) 제어하게 되며, 이러한 과정을 반복함에 따라 실제 토출온도가 목표 토출온도에 근접하게 된다.The
그러나, 상기 종래기술은, 상기 템프도어 위치(개도량)를 선형적으로 증가시 토출온도가 선형적으로 증가하지 않는 구간이 존재하게 되는데, 이때 종래와 같이 일정 비례정수와 적분정수를 적용하게 되면 목표 토출온도 도달 시간이 지연되는 문제가 있었다.However, in the related art, there is a section in which the discharge temperature does not linearly increase when the tempdoor position (opening amount) is linearly increased. At this time, when a constant proportional constant and an integral constant are applied There is a problem that the target discharge temperature reaching time is delayed.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 템프도어의 개도량을 비례-적분(PI) 제어식에 의해 산출하여 제어함에 있어서 비례정수 및 적분정수를 템프도어의 작동구간 중 토출온도 변화량이 작은 구간과 변화량이 큰 구간별로 다르게 설정하여 변화량이 작은 구간에서 템프도어의 이동속도를 빠르게 구동함으로써 목표 토출온도 도달시간을 줄일수 있는 차량용 공조장치의 제어방법을 제공하는데 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for controlling the opening and closing of a tempo door by controlling proportional-integral (PI) And a control method of a vehicle air conditioner capable of reducing a target discharge temperature reaching time by rapidly driving a moving speed of a tempdoor in a section in which the amount of change is small.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 공조장치내에 설치되어 증발기를 통과한 공기와 히터코어를 통과한 공기의 혼합량을 조절하는 템프도어와, 상기 공조장치에서 토출되는 실제 토출온도와 목표 토출온도를 토대로 상기 템프도어의 개도량을 산출하는 제어부를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 템프도어의 개도량을 비례-적분 제어식에 의해 산출하되, 상기 비례-적분 제어식의 비례정수 및 적분정수는 상기 템프도어의 작동 구간 중 실제 토출온도의 변화량이 작은 구간과 변화량이 큰 구간별로 다르게 설정하여, 실제 토출온도의 변화량이 작은 구간에서는 상대적으로 템프도어의 이동속도를 빠르게 구동하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an air conditioner, comprising: a tempo door installed in an air conditioner for controlling a mixing amount of air passing through an evaporator and air passing through a heater core; And a controller for calculating an opening amount of the tempo door on the basis of the proportional-integral control expression, wherein the controller calculates the opening amount of the tempo door by a proportional-integral control formula, The constant is set differently for each section having a small variation amount of the actual discharge temperature and for a section having a large variation amount among the operating sections of the tempo door so that the moving speed of the tempo door is controlled to be relatively quickly driven in a section where the variation amount of the actual discharge temperature is small .
본 발명은, 템프도어의 개도량을 비례-적분(PI) 제어식에 의해 산출하여 제어함에 있어서 템프도어의 작동구간 중 토출온도 변화량이 작은 구간에서는 변화량이 큰 구간에 대비하여 비례정수는 감소시키고, 적분정수는 증가시키도록 설정함으로써, 토출온도 변화량이 작은 구간에서 목표 템프도어 개도량의 변동폭이 증대되어 템프도어가 빨리 움직이게 되고 이로인해 목표 토출 온도 도달시간을 줄일수 있다.According to the present invention, in calculating and controlling the amount of opening of a tempo door by a proportional-integral (PI) control method, the proportional constant is reduced in comparison with a section in which the amount of change is large, By setting the integral constant to be increased, the fluctuation range of the target tem- perature door opening amount is increased in a section where the discharge temperature change amount is small, and the tem- perature door is moved quickly, thereby reducing the target discharge temperature reaching time.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
종래에 있어서와 동일한 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략한다.Repeated explanations of the same configuration and operation as those in the conventional art will be omitted.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 제어방법에서 템프도어 위치별 토출공기온도를 나타내는 그래프이고, 도 4 는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 제어방법에서 템프도어 위치(구간)별 비례정수 및 적분정수를 나타내는 테이블이다.FIG. 3 is a graph showing the discharged air temperature at each temp door position in the control method of the automotive air conditioner according to the present invention, FIG. 4 is a graph showing a proportional constant for each temp door position It is a table showing integral integers.
먼저, 본 발명에 따른 차량용 공조장치는, 도 2와 같이, 내부에 증발기(E)와 히터코어(H)가 서로 이격되어 설치되고, 상기 증발기(E)와 히터코어(H)의 사이에는 증발기(E)를 통과한 공기와 히터코어(H)를 통과한 공기의 혼합량을 조절하는 템프도어(1)가 설치된다.2, an evaporator E and a heater core H are disposed apart from each other, and an evaporator E and a heater core H are disposed between the evaporator E and the heater core H, (1) for adjusting the mixing amount of the air that has passed through the heater core (E) and the air that has passed through the heater core (H) is installed.
그리고, 상기 공조장치(10)가 작동되면, 내,외기 센서, 일광 센서, 냉각수 온도센서, 증발기 센서, 토출온도 감지센서 등의 각종 센서에 의해 각종 데이터가 마이컴(제어부)에 입력되며, 마이컴(제어부)은 이 데이터를 근거로 연산을 수행하여 실내를 쾌적하게 제어하기 위한 목표 토출온도를 산출하게 된다.When the
이후, 공조장치(10)에 장착된 토출온도 감지센서로 부터 실제 토출온도를 입력 받아 아래의 연산식을 통해 템프도어(1) 개도량을 비례-적분(PI) 제어하게 되며, 이러한 과정을 반복함에 따라 실제 토출온도가 목표 토출온도에 근접하게 된다.Thereafter, the actual discharge temperature is input from the discharge temperature sensor mounted on the
상기한 공조장치(10)의 구성 및 작용과, 템프도어 개도량을 비례-적분(PI) 제어하는 방법은 공지된 것이므로 여기서 상세한 설명은 생략한다.The configuration and operation of the above-described
계속해서, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 제어방법은, 공조장치(10)에서 차량 실내로 토출되는 공기의 실제 토출온도가 목표 토출온도가 되도록 상기 마이컴(제어부)은 상기 템프도어(1)의 개도량을 아래와 같은 비례-적분(PI) 제어식에 의해 산출하여 제어하게 된다.The control method of the automotive air conditioner according to the present invention is such that the actual discharge temperature of the air discharged from the
즉, 목표 템프도어 개도량은 다음의 식으로 산출 할 수 있다.That is, the target temp door opening amount can be calculated by the following equation.
목료 템프도어 개도량(n) = 목표 템프도어 개도량(n-1) - Gp × {토출온도 에러(n) - 토출온도 에러(n-1)} - Gi × 토출온도 에러(n)(N) -Gi × Discharge temperature error (n) - Gp × {Discharge temperature error (n) - Discharge temperature error (n-1)} - Gi × Discharge temperature error
여기서, 목표 템프도어 개도량(n): 현재 목표 템프도어 개도량, Here, the target temp door opening amount (n): the current target temp door opening amount,
목표 템프도어 개도량(n-1): 이전 목표 템프도어 개도량,Target Temp Door Door Weight (n-1): previous target temp door weight,
토출온도 에러(n): 목표 토출온도 - 감지토출온도(실제 토출온도),Discharge temperature error (n): target discharge temperature - detection discharge temperature (actual discharge temperature),
토출온도 에러(n-1): 이전 토출온도 애러,Discharge temperature error (n-1): previous discharge temperature error,
Gp: 비례게인(비례정수),Gp: proportional gain (proportional constant),
Gi: 적분게인(적분정수),Gi: integral gain (integral constant),
이와 같이, 상기 비례-적분(PI) 제어식을 통해 목표 템프도어 개도량을 산출할 수 있는데, 이때 도 3과 같이, 상기 템프도어 위치(개도량)를 0/16~16/16 구간까지 선형적으로 증가시 토출온도가 선형적으로 증가하지 않는 구간이 존재하게 된다.In this way, the target temp door opening amount can be calculated through the proportional-integral (PI) control method. At this time, the temp door position (opening amount) is linearly changed from 0/16 to 16/16 There is a section in which the discharge temperature does not increase linearly.
즉, 템프도어의 위치가 0/16~2/16인 구간과, 15/16~16/16인 구간에서는 토출온도의 변화량이 작다.That is, the variation of the discharge temperature is small in the section where the position of the tempdoor is 0/16 to 2/16 and in the section of 15/16 to 16/16.
따라서, 본 발명은, 상기 비레-적분(PI) 제어식에서 비례정수(Gp) 및 적분정수(Gi)를 상기 템프도어(1)의 작동 구간 중 실제 토출온도의 변화량이 작은 구간과 변화량이 큰 나머지 구간을 다르게 설정하여 실제 토출온도의 변화량이 작은 구간에서는 그렇지 않은 구간 보다 상대적으로 템프도어(1)의 이동속도를 빠르게 구동 제어함으로써 목표 토출 온도 도달시간을 줄일 수 있다.Accordingly, the present invention is characterized in that the proportional constant Gp and the integral constant Gi in the non-integral (PI) control mode are set such that a section in which the variation amount of the actual discharge temperature in the operation section of the tempo door 1 is small, The target discharge temperature reaching time can be shortened by controlling the movement speed of the tempo door 1 relatively faster than in the section where the variation of the actual discharge temperature is small.
즉, 상기 템프도어(1)의 작동 구간 중 실제 토출온도의 변화량이 작은 구간(0/16~2/16, 15/16~16/16)에서는 변화량이 큰 구간(2/16~15/16)에 대비하여 비례정수(Gp)는 감소시키고, 적분정수(Gi)는 증가시키면 목표 템프도어 개도량의 변동폭이 증대되어 템프도어(1)가 빨리 움직이게 되고 이로인해 목표 토출 온도에 빨리 도달할 수 있는 것이다.That is, in the section (0/16 to 2/16, 15/16 to 16/16) in which the variation of the actual discharge temperature is small in the operating section of the above-described tempdoor 1, The proportional constant Gp is decreased and the integral constant Gi is increased to increase the fluctuation range of the target temp door opening amount so that the tempo door 1 is moved quickly so that the target discharge temperature can be quickly reached It is.
한편, 상기 실제 토출온도의 변화량이 작은 구간은 최대 냉방모드 또는 최대 난방모드에 인접한 구간이다.The section in which the variation amount of the actual discharge temperature is small is a section adjacent to the maximum cooling mode or the maximum heating mode.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 제어방법은, 먼저, 실제 차량 평가를 통해 도 3과 같이 템프도어 위치별 토출공기온도 그래프를 작성한다.As described above, in the control method for a vehicle air conditioner according to the present invention, first, an exhaust air temperature graph for each temp door position is created through actual vehicle evaluation as shown in FIG.
이후, 실제 토출온도 변화량이 작은 구간을 찾아 도 4와 같이 별도의 비례정수(Gp) 및 적분정수(Gi) 테이블을 작성한다.Then, a section in which the actual discharge temperature variation amount is small is found, and another proportional constant Gp and integral constant (Gi) table are created as shown in Fig.
이후, 실제 토출온도 변화량이 작은 구간(0/16~2/16, 15/16~16/16)은 비례정수(Gp)를 감소하고, 적분정수(Gi)를 증가시켜서 목표 템프도어 개도량의 변동폭을 증대시킴으로써 템프도어(1)의 이동속도를 빠르게 구동 제어할 수 있다.Thereafter, the section (0/16 to 2/16, 15/16 to 16/16) in which the actual discharge temperature variation is small decreases the proportional constant Gp and increases the integral constant Gi so that the target tem- perature door opening amount The moving speed of the tempo door 1 can be rapidly controlled and controlled by increasing the variation width.
도 4의 테이블을 보면, 실제 토출온도 변화량이 큰 구간(2/16~15/16)을 기준으로 비례정수(Gp)는 0.1 이고, 적분정수(Gi)는 0.01로 설정된 반면, 실제 토출온도 변화량이 작은 구간(0/16~2/16, 15/16~16/16)에서는 비례정수(Gp)가 0.05로 감소되고, 적분정수(Gi)는 0.05로 증가되게 설정됨을 알 수 있다.4, the proportional constant Gp is set to 0.1 and the integral constant Gi is set to 0.01 based on the section (2/16 to 15/16) in which the actual discharge temperature variation is large, while the actual discharge temperature variation It can be seen that the proportional constant Gp is set to 0.05 and the integral constant Gi is set to 0.05 in this small section (0/16 to 2/16, 15/16 to 16/16).
한편, 상기 비례정수(Gp) 및 적분정수(Gi)는 차량이나 공조장치(10)에 따라 변경될 수 있다.On the other hand, the proportional constant Gp and the integral constant Gi can be changed according to the vehicle or the
도 1은 일반적인 전자동 온도조절 공조장치를 나타내는 구성도,1 is a structural view showing a general fully automatic temperature-controlled air conditioning apparatus,
도 2는 일반적인 공조장치의 단면도,2 is a sectional view of a general air conditioner,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 제어방법에서 템프도어 위치별 토출공기온도를 나타내는 그래프,3 is a graph showing the discharged air temperature for each temp door position in the control method for a vehicle air conditioning system according to the present invention,
도 4 는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 제어방법에서 템프도어 위치(구간)별 비례정수 및 적분정수를 나타내는 테이블이다.4 is a table showing the proportional constants and the integral constants for each temp door position (section) in the control method for a vehicle air conditioner according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>Description of the Related Art [0002]
1: 템프도어 10: 공조장치1: Temp door 10: air conditioner
E: 증발기 H: 히터코어E: Evaporator H: Heater core
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|---|---|---|---|---|
| KR900003578B1 (en) * | 1985-07-03 | 1990-05-26 | 가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼 | Air mix door control apparatus for an air conditioner for automobile |
| JPH05294126A (en) * | 1992-04-23 | 1993-11-09 | Calsonic Corp | Control device for air conditioner on automobile |
| JP2001260636A (en) | 2000-03-15 | 2001-09-26 | Japan Climate Systems Corp | Air condition controller for vehicle |
| KR20060053225A (en) * | 2004-10-21 | 2006-05-19 | 한라공조주식회사 | Control Method of Automotive Air Conditioning Equipment |
-
2008
- 2008-04-29 KR KR1020080039763A patent/KR101453365B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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