KR101626868B1 - 버스 공조기용 컨트롤러 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 버스 공조기용 컨트롤러에 관한 것으로, 배터리 전압을 각각의 휴즈를 통해 인가받는 적어도 하나 이상의 블로어 모터 및 콘덴서 모터, 상기 적어도 하나 이상의 블로어 모터 및 콘덴서 모터에 전원을 인가하는 어느 하나의 휴즈가 단선될 경우 해당 전원의 경고등을 점등시키는 단선 검출부, 상기 블로어 모터 및 콘덴서 모터에 각기 인가되는 구동 전압을 스위칭 제어하여 구동시키는 블로어 모터 구동부 및 상기 콘덴서 모터 구동부, 상기 블로어 모터 및 콘덴서 모터를 각기 구동하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 상기 블로어 모터 구동부 및 콘덴서 모터 구동부에 출력하여 상기 각 모터들에 인가되는 구동 전압을 목표 전압까지 리니어하게 제어하는 제어부, 및 상기 블로어 모터 및 콘덴서 모터에 각기 인가되는 모터 구동 전압을 검출하여 상기 제어부에 피드백 하는 모터 피드백 입력부를 포함한다.

Description

버스 공조기용 컨트롤러 및 그 제어방법{APPARATUS FOR CONTROLLING A BUS CONDITIONER AND THE CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 버스 공조기용 컨트롤러 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 버스 배터리의 전압 변동에 의해서도 버스 공조기용 블로어 모터 및 콘덴서 모터의 출력이 일정하게 유지되게 하고, 무단 변속 제어를 통해 공조기의 단수 변화 시 발생될 수 있는 배터리의 전압 변동에 의한 영향을 방지하며, 또한 휴즈(Fuse)의 단선 시 경고등을 점등하여 고장 상황을 판단할 수 있도록 함으로써 버스 공조기의 제어 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 버스 공조기용 컨트롤러 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 운전자에게 쾌적한 운전환경을 제공하기 위하여 대부분의 버스에는 공조기가 설치되며, 상기 공조기의 블로어 및 환풍기를 가동시키기 위해 블로어 모터 및 콘덴서 모터의 운전을 제어하는 제어장치가 필요하게 된다.
상기 공조기가 에어컨인 경우, 블로어 모터의 작동으로 블로어가 공기를 흡입하여 압송하면 압송된 공기가 증발기를 통과하면서 냉각되어 설정된 송풍량으로 조절된 온도의 공기가 버스의 실내에 공급된다. 또한 상기 버스에는 실내의 공기 순환을 위한 환풍기가 설치되며 상기 환풍기를 로우/하이로 가동하여 버스 내부의 공기를 환풍 및 순환시킬 수 있도록 한다.
그런데 상기 블로어 모터 및 콘덴서 모터의 사용 시 버스의 배터리 전압의 변동에 따라 상기 모터들에 입력되는 전압에 변동이 발생하고, 상기 입력전압의 변동은 모터 회전속도(rpm)의 변동을 초래한다. 결국, 버스 배터리의 전압이 일정하지 않을 경우 블로어 모터 및 콘덴서 모터의 성능을 안정적으로 유지하기가 어려워지고, 그에 따라 공조기의 성능도 안정성이 떨어지는 문제점이 발생한다.
도 1은 일반적인 버스 에어컨 시스템의 개략적인 구성을 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 버스의 상부에는 블로어 및 환풍기가 설치되고, 이를 각기 가동시키는 12개의 블로어 모터(EM1~EM12) 및 5개의 콘덴서 모터(CM1~CM5)가 설치되어 있으며, 상기 각 모터들을 통합 제어하는 컨트롤패널(10)이 설치되어 있다.
이때 상기 구동 패널(30)에는 상기 각 모터를 스위칭 제어하기 위한 다수의 릴레이(RY1~RY17)가 설치되어 있다.
그리고 버스 내부의 운전석에는 운전자가 에어컨을 조작할 수 있는 조작패널(20)이 설치되어, 에어컨의 온/오프 및 단수(예 : 1단~4단 등)를 조절할 수 있도록 구성되어 있다.
더구나 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 릴레이(RY1~RY17)를 이용해 상기 블로어 모터 및 콘덴서 모터를 스위칭 제어하기 때문에 기계적인 스위칭 속도 및 스위칭 시 발생하는 기구적 떨림 현상으로 인하여 스위칭 순간에 발생하는 잡음으로 인하여 상기 모터들의 성능을 안정적으로 유지하기가 어려웠다. 더구나 상기 구동 패널(30)에 설치되는 릴레이(RY1~RY17)는 장착이 어려워 장착에 소요되는 시간이 증가하기 때문에 작업성과 생산성을 떨어뜨리는 문제점이 있으며, 상기 릴레이들을 연결하는 배선이 복잡하여 안전성이 떨어지는 문제점이 있으며, 또한 릴레이의 부품 단가가 비싸기 때문에 전체적인 비용을 상승시키는 문제점이 있다.
상기와 같이 버스 배터리 전원의 공급 불안정과 상기 모터들의 동작 불안정이 특정 주변 환경과 상호 작용할 경우 순간적인 과전압이 발생하거나 과전류가 흐르는 상황이 발생될 수 있으며, 비록 자주 발생되는 상황은 아니지만, 휴즈(Fuse)가 단선되어 공조기의 작동이 정지될 수 있다. 이때 운전자는 고장의 빠른 원인 판단과 조치를 통해 공조기의 상태 유지 및 버스의 주행 안전성을 향상시킬 필요가 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2003-0031218호(2003.04.21.공개, 버스용 에어컨 시스템 제어 장치)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 버스 배터리의 전압 변동에 의해서도 버스 공조기용 블로어 모터 및 콘덴서 모터의 출력이 일정하게 유지되게 하고, 무단 변속 제어를 통해 공조기의 단수 변화 시 발생될 수 있는 배터리의 전압 변동에 의한 영향을 방지하며, 또한 휴즈(Fuse)의 단선 시 경고등을 점등하여 고장 상황을 판단할 수 있도록 함으로써 버스 공조기의 제어 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 버스 공조기용 컨트롤러 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 버스 공조기용 컨트롤러는, 배터리 전압을 각각의 휴즈를 통해 인가받는 적어도 하나 이상의 블로어 모터 및 콘덴서 모터; 상기 적어도 하나 이상의 블로어 모터 및 콘덴서 모터에 전원을 인가하는 어느 하나의 휴즈가 단선될 경우 해당 전원의 경고등을 점등시키는 단선 검출부; 상기 블로어 모터 및 콘덴서 모터에 각기 인가되는 구동 전압을 스위칭 제어하여 구동시키는 블로어 모터 구동부 및 상기 콘덴서 모터 구동부; 상기 블로어 모터 및 콘덴서 모터를 각기 구동하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 상기 블로어 모터 구동부 및 콘덴서 모터 구동부에 출력하여 상기 각 모터들에 인가되는 구동 전압을 목표 전압까지 리니어하게 제어하는 제어부; 및 상기 블로어 모터 및 콘덴서 모터에 각기 인가되는 모터 구동 전압을 검출하여 상기 제어부에 피드백 하는 모터 피드백 입력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 단선 검출부는, 이미터에 상기 휴즈에 입력되는 배터리 전원을 인가받는 트랜지스터; 상기 트랜지스터의 컬렉터에 애노드가 연결된 발광소자; 상기 발광소자의 캐소드에 일측이 연결되고 다른 일측이 접지된 전류제한저항; 상기 트랜지스터의 이미터와 베이스를 연결하는 제1 저항; 일측이 상기 베이스와 상기 제1 저항에 공통 접속되고 다른 일측이 상기 휴즈의 출력단에 접속되는 제2 저항; 및 일측이 상기 제2 저항 및 상기 휴즈의 출력단에 공통 접속되고 다른 일측이 접지되는 제3 저항;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 단선 검출부는, 상기 블로어 모터 및 콘덴서 모터의 개수에 대응하는 개수만큼 설치되며, 상기 전원을 인가하던 휴즈가 단선될 경우, 상기 트랜지스터의 베이스가 로우 레벨이 되어 상기 트랜지스터를 턴온 시킴으로써 상기 발광소자를 점등시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 모터 피드백 입력부를 통해 피드백 되는 상기 블로어 모터 및 콘덴서 모터에 각기 인가되는 모터 구동 전압을 확인하면서 PWM 신호의 출력을 변경하며, 상기 PWM 신호에 따라 상기 블로어 모터 구동부 및 콘덴서 모터 구동부를 스위칭 제어하되, 각 모터의 목표 전압보다 실제 모터 구동 전압이 높으면 PWM 듀티를 감소시키고, 각 모터의 목표 전압보다 실제 모터 구동 전압이 낮으면 PWM 듀티를 증가시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 블로어 모터 구동부 및 콘덴서 모터 구동부는, 릴레이를 제외한 반도체 스위칭 소자; 및 상기 블로어 모터 및 콘덴서 모터에 각기 배터리 전원을 인가하는 휴즈;를 포함하는 원보드 형태로 구현되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 공조기의 스위치가 온 될 경우 초기 블로어 단수를 검출하여, 기 설정된 시간 및 단수별 전압 변화 기울기에 따라 해당 단수에 맞는 목표치 전압으로 블로어 모터를 제어하되, 상기 블로어 모터를 원하는 시간에 목표치 전압으로 상승시키기 위하여, 각 단수별 블로어 모터 양단 전압을 피드백 받고, 상기 피드백 받은 각 단수별 블로어 모터 양단 전압이 상기 원하는 시간 내에 목표치 전압이 되도록 모터 구동 전압을 제어하며, 또한 각 단수별 블로어 모터 양단 전압이 목표치 전압이 되면, 공조기의 단수 변화가 발생하기 전까지 상기 도달된 목표치 전압을 유지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 공조기의 스위치가 온 될 경우 초기 콘덴서 모터의 제어 모드나 단수를 검출하고, 상기 콘덴서 모터의 제어 모드나 단수가 로우(Low)/하이(High)이면 기 설정된 단수별 PWM 듀티 기울기에 따라 해당 단수에 맞는 전압으로 콘덴서 모터를 리니어하게 제어하고, 상기 콘덴서 모터의 제어 모드가 자동 모드이면, 상기 콘덴서 모터를 지정된 시간 동안 로우(Low) 모드로 구동하고, 상기 지정된 시간이 경과되면 상기 콘덴서 모터를 하이(High) 모드로 구동하되, 상기 공조기의 콤프레셔의 압력에 따른 압력 경보가 발생될 경우, 상기 콤프레셔가 저압이면 상기 콤프레셔의 출력을 오프시키고, 상기 콤프레셔가 고압이면 상기 콘덴서 모터를 하이(High) 모드로 구동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 콘덴서 모터의 동작은 콤프레셔 압력에 영향을 미치며, 상기 제어부가 상기 콘덴서 모터를 하이 모드로 작동시킬 경우 상기 콤프레셔의 압력을 떨어뜨리는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 버스 공조기용 컨트롤러 제어방법은, 버스 공조기용 컨트롤러 제어방법에 있어서, 공조기의 스위치가 온 될 경우, 제어부가 초기 블로어 단수를 검출하는 단계; 상기 제어부가 기 설정된 시간 및 단수별 전압 변화 기울기에 따라 해당 단수에 맞는 목표치 전압으로 블로어 모터를 리니어하게 제어하는 단계; 상기 블로어 모터를 원하는 시간에 목표치 전압으로 상승시키기 위하여, 상기 제어부가 각 단수별 블로어 모터 양단 전압을 피드백 받는 단계; 상기 피드백 받은 각 단수별 블로어 모터 양단 전압이 목표치 전압이 될 때까지 상기 제어부가 상기 블로어 모터의 구동 전압을 제어하는 단계; 및 각 단수별 블로어 모터 양단 전압이 목표치 전압이 되면, 상기 제어부는 상기 도달된 목표치 전압을 유지하며 상기 블로어 모터를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 목표치 전압을 유지하며 상기 블로어 모터를 제어하는 단계 이후, 상기 제어부가 상기 공조기의 블로어 단수 변화가 있는지를 검출하는 단계; 상기 단수 변화 검출 결과에 따라, 상기 공조기에 단수 변화가 발생할 경우, 상기 제어부는 기 설정된 시간 및 단수별 전압 변화 기울기에 따라 해당 단수에 맞는 목표치 전압으로 블로어 모터를 리니어하게 제어하는 단계;를 반복 수행하고, 상기 공조기에 단수 변화가 발생하지 않을 경우, 상기 제어부는 공조기의 스위치가 오프될 때까지 상기 도달된 목표치 전압을 유지하며 상기 블로어 모터를 구동하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 블로어 단수가 1단인 경우, 상기 제어부는 상기 블로어 모터를 2초 내에 원하는 목표치 단수 전압으로 상승시켜 제어하고, 상기 블로어 단수가 2단인 경우, 상기 제어부는 상기 블로어 모터를 3초 내에 원하는 목표치 단수 전압으로 상승시켜 제어하고, 상기 블로어 단수가 3단인 경우, 상기 제어부는 상기 블로어 모터를 4초 내에 원하는 목표치 단수 전압으로 상승시켜 제어하고, 상기 블로어 단수가 4단인 경우, 상기 제어부는 상기 블로어 모터를 8초 내에 원하는 목표치 단수 전압으로 상승시켜 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 버스 공조기용 컨트롤러 제어방법은, 버스 공조기용 컨트롤러 제어방법에 있어서, 공조기의 스위치가 온 될 경우, 제어부가 초기 콘덴서 모터의 제어 모드나 단수를 검출하는 단계; 상기 콘덴서 모터의 단수나 제어 모드가 로우(Low)/하이(High)이면, 상기 제어부는 기 설정된 단수별 PWM 듀티 기울기를 참조하여 해당 단수나 제어 모드에 맞는 전압으로 콘덴서 모터를 제어하는 단계; 및 상기 콘덴서 모터의 단수나 제어 모드가 자동이면, 상기 제어부는 상기 콘덴서 모터를 지정된 시간 동안 로우(Low) 모드로 구동하고, 상기 지정된 시간이 경과되면 상기 콘덴서 모터를 하이 모드로 구동하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 콘덴서 모터를 구동하면서 아울러 상기 제어부는 상기 공조기의 콤프레셔 압력 문제로 인하여 압력 경보가 발생되는지 검출하는 단계;를 더 포함하고, 압력 경보가 발생할 경우, 상기 제어부는 상기 콤프레셔가 저압인 경우에 상기 콤프레셔의 출력을 오프시키고, 상기 콤프레셔가 고압인 경우에 상기 콘덴서 모터를 하이(High) 모드로 구동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 콘덴서 모터의 초기 단수가 로우(Low)이면, 상기 제어부는 상기 콘덴서 모터를 PWM 듀티 50%가 될 때까지 리니어하게 제어하고, 상기 콘덴서 모터의 초기 단수가 하이(High)이면, 상기 제어부는 상기 콘덴서 모터를 PWM 듀티 100%가 될 때까지 리니어하게 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 버스 배터리의 전압 변동에 의해서도 버스 공조기용 블로어 모터 및 콘덴서 모터의 출력이 일정하게 유지되게 하고, 무단 변속 제어를 통해 공조기의 단수 변화 시 발생될 수 있는 배터리의 전압 변동에 의한 영향을 방지하며, 또한 휴즈(Fuse)의 단선 시 경고등을 점등하여 고장 상황을 판단할 수 있도록 함으로써 버스 공조기의 제어 안정성을 향상시킬 수 있도록 한다.
도 1은 일반적인 버스 에어컨 시스템의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 버스 공조기용 컨트롤러의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 3은 상기 도 2에 도시된 원보드 형태로 제작된 버스 공조기용 컨트롤러가 안전성 향상과 부착이 용이하도록 케이싱되어 있는 사진을 보인 예시도.
도 4는 상기 도 2에 있어서, 단선 검출부의 개략적인 회로 구성을 보인 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 버스 공조기용 컨트롤러에 의한 블로어 모터 제어방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 6은 상기 도 5에 있어서, 각 단수별 블로어 모터의 구동 전압 제어 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 버스 공조기용 컨트롤러에 의한 콘덴서 모터 제어방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 8은 상기 도 7에 있어서, 각 단수별 콘덴서 모터의 구동 전압 제어 방법을 설명하기 위한 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 버스 공조기용 컨트롤러 및 그 제어방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 버스 공조기용 컨트롤러의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 버스 공조기용 컨트롤러는, 블로어 모터 구동부(110), 콘덴서 모터 구동부(120), 모터 피드백 입력부(140), 제어부(150), 및 단선 검출부(160)를 포함한다.
여기서 블로어 모터(EM1 ~ EM12), 콘덴서 모터(CM1 ~ CM5), 배터리 전원(BATT), 키박스(KB)는 버스에 일반적으로 포함되는 구성이므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 제어부(150)는 상기 배터리 전압을 연산하여 상기 블로어 모터(EM1 ~ EM12) 및 콘덴서 모터(CM1 ~ CM5)를 구동하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 상기 블로어 모터 구동부(110) 및 콘덴서 모터 구동부(120)에 출력한다. 상기 제어부(150)는 상기 PWM 신호를 통해 상기 블로어 모터(EM1 ~ EM12) 및 콘덴서 모터(CM1 ~ CM5)에 인가되는 구동 전압을 목표 전압까지 리니어하게 제어한다.
상기 블로어 모터 구동부(110) 및 상기 콘덴서 모터 구동부(120)는 상기 제어부(150)에서 출력되는 PWM 신호에 따라 스위칭 제어되어 상기 블로어 모터(EM1 ~ EM12) 및 콘덴서 모터(CM1 ~ CM5)에 각기 구동 전압을 인가한다.
상기 모터 피드백 입력부(140)는 상기 블로어 모터 구동부(110) 및 상기 콘덴서 모터 구동부(120)를 통해 상기 블로어 모터(EM1 ~ EM12) 및 콘덴서 모터(CM1 ~ CM5)에 각기 인가되는 모터 구동 전압을 검출하여 상기 제어부(150)에 피드백 한다.
상기 제어부(150)는 상기 모터 피드백 입력부(140)를 통해 피드백 되는 상기 블로어 모터(EM1 ~ EM12) 및 콘덴서 모터(CM1 ~ CM5)에 각기 인가되는 모터 구동 전압을 확인하면서 PWM 신호의 출력을 변경한다.
상기 블로어 모터 구동부(110) 및 상기 콘덴서 모터 구동부(120)는 상기 제어부(150)에서 출력되는 PWM 신호에 따라 빠르게 스위칭되어 모터 구동 전압을 인가한다. 예컨대 목표 전압보다 실제 모터 구동 전압이 높으면 PWM 듀티를 감소시키고, 목표 전압보다 실제 모터 구동 전압이 낮으면 PWM 듀티를 증가시킨다.
상기 블로어 모터 구동부(110) 및 상기 콘덴서 모터 구동부(120)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 기존의 릴레이(RY1~RY17)(도 1 참조) 대신에 반도체 스위칭 소자(예 : FET)를 사용함으로써, 본 실시예에 따른 버스 공조기용 컨트롤러를 소형화시키고(도 1에 도시된 컨트롤러와 대비할 때 소형화, 전기 배선 구조의 단순화, 원보드 방식으로 조립 시간 단축, 및 고장 발생 시 위치와 원인 파악을 용이하게 함), 상기 제어부(150)의 제어에 대한 응답 특성을 향상시킨다.
다시 말해 종래에는 릴레이(RY1~RY17)가 장착된 구동 패널(30)이용하여 상기 블로어 모터 및 콘덴서 모터를 구동하였다.
그러나 이미 상술한 바와 같이 상기 릴레이는 부품 단가가 비싸기 때문에 장치에 대한 전체적인 비용을 상승시키는 문제점이 있으며, 배선이 복잡하여 안전성이 떨어지고 작업의 효율성도 떨어지는 문제점이 있었다. 그러나 본 실시예에서는 반도체 스위칭 소자를 사용함으로써 비용을 절감시키는 효과가 있으며, 또한 소형화가 가능하기 때문에, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 복잡한 배선 케이블(종래에 릴레이와 릴레이 사이를 연결하는 케이블)을 사용하지 않더라도 원 보드(하나의 PCB) 방식으로 제작이 가능한 장점이 있다.
상기와 같이 원보드 방식으로 제작할 경우 부품 솔더링 등의 자동화 장치를 사용한 조립 작업이 가능하기 때문에 작업 시간과 비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 예컨대 도 2를 참조하면, 상기 제어부(150), 블로어모터 구동부(110), 콘덴서모터 구동부(120), 모터 피드백 입력부(140), 및 단선 검출부(160)가 원보드 형태로 하나의 소형화된 PCB(메인 PCB)에 모두 실장되어 있음을 알 수 있으며, 또한 상기 휴즈 박스(FB)도 다수의 휴즈가 소형화된 하나의 PCB에 모두 실장되어 있음을 알 수 있다.
도 3은 상기 도 2에 도시된 원보드 형태로 제작된 버스 공조기용 컨트롤러가 안전성 향상과 부착이 용이하도록 케이싱되어 있는 사진을 보인 예시도로서, (a)는 메인 PCB의 케이싱후 사진을 보인 것이고, (b)는 휴즈 박스의 케이싱 후 사진을 보인 것이다.
상기 단선 검출부(160)는 상기 블로어 모터(EM1 ~ EM12) 및 콘덴서 모터(CM1 ~ CM5)에 전원을 인가하는 휴즈(즉, 휴즈 박스(FB)의 다수의 휴즈 중 해당 모터에 연결되는 특정 휴즈)가 단선될 경우 경고등(LED1)을 점등시킨다(도 4 참조).
도 4는 상기 도 2에 있어서, 단선 검출부의 개략적인 회로 구성을 보인 예시도이다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 단선 검출부(160)는 사용자가 키 박스(KB)의 스위치를 온(ACC_ON)시키면 배터리 전원이 휴즈 박스(FB)의 각 휴즈를 통해 해당 모터(블로어 모터 또는 콘덴서 모터)에 전원이 인가된다.
상기 단선 검출부(160)는 이미터에 상기 휴즈에 입력되는 배터리 전원을 인가받는 트랜지스터(Q1), 상기 트랜지스터(Q1)의 컬렉터에 애노드가 연결된 발광소자(LED1), 상기 발광소자(LED1)의 캐소드에 일측이 연결되고 다른 일측이 접지된 전류제한저항(R4), 상기 트랜지스터의 이미터와 베이스를 연결하는 제1 저항(R1), 일측이 상기 베이스와 상기 제1 저항(R1)에 공통 접속되고 다른 일측이 상기 휴즈의 출력단에 접속되는 제2 저항(R2), 일 측이 상기 제2 저항(R2) 및 상기 휴즈의 출력단에 공통 접속되고 다른 일측이 접지되는 제3 저항(R3)으로 구현된다.
상기와 같이 해당 모터(블로어 모터 또는 콘덴서 모터)에 전원이 인가된 상태에서 상기 블로어 모터 구동부(110) 및 상기 콘덴서 모터 구동부(120)에 의해 스위칭될 경우 해당 모터가 구동된다. 그런데 만약 상기 전원을 인가하던 휴즈가 단선될 경우, 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스가 로우 레벨이 되어 상기 트랜지스터(Q1)를 턴온 시킴으로써 상기 발광소자(LED1)를 점등한다.
상기 단선 검출부(160)는 상기 모터들(블로어 모터 및 콘덴서 모터)의 개수에 대응하는 개수만큼 설치될 수 있다.
상기와 같이 본 실시예는 상기 모터들(블로어 모터 및 콘덴서 모터)에 전원을 전달하는 휴즈(Fuse)의 단선 시 경고등을 점등하여 운전자가 고장 상황을 판단할 수 있도록 함으로써 버스 공조기의 제어 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
이하 본 실시예에 따른 버스 공조기용 컨트롤러 제어방법에 대해서 좀 더 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 버스 공조기용 컨트롤러에 의한 블로어 모터 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(150)는 공조기(예 : 에어컨)의 스위치가 온 될 경우(S101), 초기 블로어 단수(예 : 스텝1 ~ 스텝4)를 검출한다(S102).
그리고 기 설정된 시간 및 단수별 전압 변화 기울기(또는 전압 조절 테이블)(도 6 참조)에 따라 해당 단수(즉, 초기 블로어 단수)에 맞는 목표치 전압으로 블로어 모터를 제어한다(S103).
도 6은 상기 도 5에 있어서, 각 단수별 블로어 모터의 구동 전압 제어 방법을 설명하기 위한 예시도로서, 예컨대 초기 단수가 1단(스텝1)으로 설정되어 있다고 가정할 경우, 상기 공조기의 스위치가 온 되면, 상기 제어부(150)는 상기 블로어 모터를 2초 내에 원하는 목표치 단수 전압으로 상승시켜 제어한다. 그리고 상기 초기 단수가 2단(스텝2)으로 설정되어 있는 상태에서 상기 공조기의 스위치가 온 되면, 상기 제어부(150)는 상기 블로어 모터를 3초 내에 원하는 목표치 단수 전압으로 상승시켜 제어한다. 그리고 상기 초기 단수가 3단(스텝3)으로 설정되어 있는 상태에서 상기 공조기의 스위치가 온 되면, 상기 제어부(150)는 상기 블로어 모터를 4초 내에 원하는 목표치 단수 전압으로 상승시켜 제어한다. 그리고 상기 초기 단수가 4단(스텝4)으로 설정되어 있는 상태에서 상기 공조기의 스위치가 온 되면, 상기 제어부(150)는 상기 블로어 모터를 8초 내에 원하는 목표치 단수 전압으로 상승시켜 제어한다.
상기와 같이 블로어 모터를 원하는 시간에 목표치 전압으로 상승시키기 위하여, 상기 제어부(150)는 각 단수별 블로어 모터 양단 전압을 피드백 받는다(S104).
그리고 상기 피드백 받은 각 단수별 블로어 모터 양단 전압이 목표치 전압이 될 때까지 상기 제어부(150)는 상기 과정(S103, S104)을 반복 수행한다.
상기 과정(S103, S104)을 통해 각 단수별 블로어 모터 양단 전압이 목표치 전압이 되면(S105의 예), 상기 제어부(150)는 상기 도달된 목표치 전압을 유지하며 상기 블로어 모터를 제어한다.
아울러 상기 제어부(150)는 공조기의 단수 변화가 있는지를 검출한다(S106).
상기 단수 변화 검출 결과에 따라, 상기 공조기에 단수 변화가 발생할 경우(S106의 예), 상기 제어부(150)는 상기 과정(S103, S104)을 반복 수행한다. 그리고 상기 공조기에 단수 변화가 발생하지 않을 경우(S106의 아니오), 상기 제어부(150)는 공조기의 스위치가 오프될 때까지 상기 도달된 목표치 전압을 유지한다.
상기와 같이 본 실시예는 무단 변속 제어(즉, 단수 변화에 따른 블로어 모터 구동 전압의 소프트 제어)를 통해 공조기의 단수 변화 시 발생될 수 있는 배터리의 전압 변동에 의한 영향을 방지하는 효과가 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 버스 공조기용 컨트롤러에 의한 콘덴서 모터 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(150)는 공조기(예 : 에어컨)의 스위치가 온 될 경우(S201), 초기 콘덴서 모터의 단수(예 : High, Low, 자동)를 검출한다(S202).
그리고 기 설정된 단수별 PWM 듀티 기울기(또는 전압 조절 테이블)(도 8 참조)에 따라, 상기 콘덴서 모터의 단수(또는 제어 모드)가 로우(Low)/하이(High)이면(S203의 Low/High), 도 8에 도시된 단수별 PWM 듀티 기울기를 참조하여 해당 단수(즉, 초기 콘덴서 모터 단수)에 맞는 전압으로 콘덴서 모터를 제어한다(S204).
도 8은 상기 도 7에 있어서, 각 단수별 콘덴서 모터의 구동 전압 제어 방법을 설명하기 위한 예시도로서, 예컨대 초기 단수가 로우(Low)로 설정되어 있다고 가정할 경우, 상기 공조기의 스위치가 온 되면, 상기 제어부(150)는 상기 콘덴서 모터를 PWM 듀티 50%가 될 때까지 소프트 제어한다. 그리고 상기 초기 단수가 하이(High)로 설정되어 있는 상태에서 상기 공조기의 스위치가 온 되면, 상기 제어부(150)는 상기 콘덴서 모터를 PWM 듀티 100%가 될 때까지 소프트 제어한다.
또한 상기 콘덴서 모터의 단수(또는 제어 모드)가 자동이면(S203의 자동), 상기 제어부(150)는 상기 콘덴서 모터를 지정된 시간 동안(예 : 5초) 로우(Low) 모드로 구동하고, 상기 지정된 시간이 경과되면 상기 콘덴서 모터를 하이(High) 모드로 구동한다(S205).
그런데 상기 콘덴서 모터(CM1 ~ CM5)의 동작은 콤프레셔(미도시) 압력과 상당한 관계가 있는 것으로 상기 콘덴서 모터를 하이 모드로 작동시킬 경우에 상기 콤프레셔(미도시)의 압력을 떨어뜨리는 효과가 있다. 참고로 상기 콤프레셔(미도시)는 과도한 저압이나 고압에서 문제가 발생하며, 본 실시예에서는 콤프레셔(미도시)에 문제가 발생할 경우 압력 경고 신호(Warning Signal)(즉, 압력 경보)를 출력한다.
따라서 상기 제어부(150)는 압력 경보가 발생되는지 검출한다(S206).
만약 압력 경보가 발생할 경우(즉, 콤프레셔가 과도한 저압이나 고압인 경우), 콤프레셔(COMP)가 저압인 경우에는 상기 콤프레셔의 출력을 오프시키고, 콤프레셔가 고압인 경우에는 상기 콘덴서 모터를 무조건 하이(High) 모드로 구동시킨다(S207).
상기와 같이 본 실시예는 무단 변속 제어(즉, 단수 변화에 따른 콘덴서 모터 구동 전압의 소프트 제어)를 통해 공조기의 단수 변화 시 발생될 수 있는 배터리의 전압 변동에 의한 영향을 방지하고, 또한 공조기의 콤프레셔에 압력 문제가 발생할 경우 콘덴서 모터의 작동 모드를 제어하여 콤프레셔에 발생된 문제점을 해소할 수 있도록 함으로써 버스 공조기의 제어 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 블로어 모터 구동부 120 : 콘덴서 모터 구동부
140 : 모터 피드백 입력부 150 : 제어부
160 : 단선 검출부 EM1 ~ EM12 : 블로어 모터
CM1 ~ CM5 : 콘덴서 모터 BATT : 배터리 전원
KB : 키박스 FB : 휴즈 박스

Claims (14)

  1. 배터리 전압을 각각의 휴즈를 통해 인가받는 적어도 하나 이상의 블로어 모터 및 콘덴서 모터;
    상기 적어도 하나 이상의 블로어 모터 및 콘덴서 모터에 전원을 인가하는 어느 하나의 휴즈가 단선될 경우 해당 전원의 경고등을 점등시키는 단선 검출부;
    상기 블로어 모터 및 콘덴서 모터에 각기 인가되는 구동 전압을 스위칭 제어하여 구동시키는 블로어 모터 구동부 및 상기 콘덴서 모터 구동부;
    상기 블로어 모터 및 콘덴서 모터를 각기 구동하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 상기 블로어 모터 구동부 및 콘덴서 모터 구동부에 출력하여 상기 각 모터들에 인가되는 구동 전압을 목표 전압까지 리니어하게 제어하는 제어부; 및
    상기 블로어 모터 및 콘덴서 모터에 각기 인가되는 모터 구동 전압을 검출하여 상기 제어부에 피드백 하는 모터 피드백 입력부;를 포함하며,
    상기 제어부는,
    공조기의 스위치가 온 될 경우 초기 콘덴서 모터의 제어 모드나 단수를 검출하고, 상기 콘덴서 모터의 제어 모드나 단수가 로우(Low) 또는 하이(High)이면 기 설정된 단수별 PWM 듀티 기울기에 따라 해당 단수에 맞는 전압으로 콘덴서 모터를 리니어하게 제어하고, 상기 콘덴서 모터의 제어 모드가 자동 모드이면, 상기 콘덴서 모터를 지정된 시간 동안 로우(Low) 모드로 구동하고, 상기 지정된 시간이 경과되면 상기 콘덴서 모터를 하이(High) 모드로 구동하되,
    상기 공조기의 콤프레셔의 압력에 따른 압력 경보가 발생될 경우, 상기 콤프레셔가 저압이면 상기 콤프레셔의 출력을 오프시키고, 상기 콤프레셔가 고압이면 상기 콘덴서 모터를 하이(High) 모드로 구동시키는 것을 특징으로 하는 버스 공조기용 컨트롤러.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 단선 검출부는,
    이미터에 상기 휴즈에 입력되는 배터리 전원을 인가받는 트랜지스터;
    상기 트랜지스터의 컬렉터에 애노드가 연결된 발광소자;
    상기 발광소자의 캐소드에 일측이 연결되고 다른 일측이 접지된 전류제한저항;
    상기 트랜지스터의 이미터와 베이스를 연결하는 제1 저항;
    일측이 상기 베이스와 상기 제1 저항에 공통 접속되고 다른 일측이 상기 휴즈의 출력단에 접속되는 제2 저항; 및
    일측이 상기 제2 저항 및 상기 휴즈의 출력단에 공통 접속되고 다른 일측이 접지되는 제3 저항;을 포함하는 것을 특징으로 하는 버스 공조기용 컨트롤러.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 단선 검출부는,
    상기 블로어 모터 및 콘덴서 모터의 개수에 대응하는 개수만큼 설치되며,
    상기 전원을 인가하던 휴즈가 단선될 경우, 상기 트랜지스터의 베이스가 로우 레벨이 되어 상기 트랜지스터를 턴온 시킴으로써 상기 발광소자를 점등시키는 것을 특징으로 하는 버스 공조기용 컨트롤러.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 모터 피드백 입력부를 통해 피드백 되는 상기 블로어 모터 및 콘덴서 모터에 각기 인가되는 모터 구동 전압을 확인하면서 PWM 신호의 출력을 변경하며,
    상기 PWM 신호에 따라 상기 블로어 모터 구동부 및 콘덴서 모터 구동부를 스위칭 제어하되, 각 모터의 목표 전압보다 실제 모터 구동 전압이 높으면 PWM 듀티를 감소시키고, 각 모터의 목표 전압보다 실제 모터 구동 전압이 낮으면 PWM 듀티를 증가시키는 것을 특징으로 하는 버스 공조기용 컨트롤러.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 블로어 모터 구동부 및 콘덴서 모터 구동부는,
    반도체 스위칭 소자; 및
    상기 블로어 모터 및 콘덴서 모터에 각기 배터리 전원을 인가하는 휴즈;를 포함하는 원보드 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 버스 공조기용 컨트롤러.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    공조기의 스위치가 온 될 경우 초기 블로어 단수를 검출하여, 기 설정된 시간 및 단수별 전압 변화 기울기에 따라 해당 단수에 맞는 목표치 전압으로 블로어 모터를 제어하되,
    상기 블로어 모터를 원하는 시간에 목표치 전압으로 상승시키기 위하여, 각 단수별 블로어 모터 양단 전압을 피드백 받고, 상기 피드백 받은 각 단수별 블로어 모터 양단 전압이 상기 원하는 시간 내에 목표치 전압이 되도록 모터 구동 전압을 제어하며, 또한 각 단수별 블로어 모터 양단 전압이 목표치 전압이 되면, 공조기의 단수 변화가 발생하기 전까지 상기 도달된 목표치 전압을 유지하는 것을 특징으로 하는 버스 공조기용 컨트롤러.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 콘덴서 모터의 동작은 콤프레셔 압력에 영향을 미치며,
    상기 제어부가 상기 콘덴서 모터를 하이 모드로 작동시킬 경우 상기 콤프레셔의 압력을 떨어뜨리는 것을 특징으로 하는 버스 공조기용 컨트롤러.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 버스 공조기용 컨트롤러 제어방법에 있어서,
    공조기의 스위치가 온 될 경우, 제어부가 초기 콘덴서 모터의 제어 모드나 단수를 검출하는 단계;
    상기 콘덴서 모터의 단수나 제어 모드가 로우(Low) 또는 하이(High)이면, 상기 제어부는 기 설정된 단수별 PWM 듀티 기울기를 참조하여 해당 단수나 제어 모드에 맞는 전압으로 콘덴서 모터를 제어하는 단계;
    상기 콘덴서 모터의 단수나 제어 모드가 자동이면, 상기 제어부는 상기 콘덴서 모터를 지정된 시간 동안 로우(Low) 모드로 구동하고, 상기 지정된 시간이 경과되면 상기 콘덴서 모터를 하이 모드로 구동하는 단계; 및
    상기 콘덴서 모터를 구동하면서 아울러 상기 제어부는 상기 공조기의 콤프레셔 압력 문제로 인하여 압력 경보가 발생되는지 검출하는 단계;를 더 포함하고,
    압력 경보가 발생할 경우, 상기 제어부는 상기 콤프레셔가 저압인 경우에 상기 콤프레셔의 출력을 오프시키고, 상기 콤프레셔가 고압인 경우에 상기 콘덴서 모터를 하이(High) 모드로 구동시키는 것을 특징으로 하는 버스 공조기용 컨트롤러 제어방법.
  13. 삭제
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 콘덴서 모터의 초기 단수가 로우(Low)이면, 상기 제어부는 상기 콘덴서 모터를 PWM 듀티 50%가 될 때까지 리니어하게 제어하고, 상기 콘덴서 모터의 초기 단수가 하이(High)이면, 상기 제어부는 상기 콘덴서 모터를 PWM 듀티 100%가 될 때까지 리니어하게 제어하는 것을 특징으로 하는 버스 공조기용 컨트롤러 제어방법.
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