KR19980038825A - 외기온 센서의 입력 필터링 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외기온 센서의 입력 필터링 방법에 관한 것으로, 종래에는 자동차 정체시에 상승되는 외기온에 대해서도 냉난방 시스템의 동작을 제어하기위한 정보로 제공되기 때문에 냉난방 시스템의 동작을 효과적으로 제어할 수 없다는 점을 감안하여, 본 발명은 외기온 센서(100)와 차속센서(200)에 의해 감지되는 외기온과 차속에 의거 여름철에 차속이 20Km/H 이상이면 외기온의 상승/하강시 외기온을 ± 5℃/분으로 필터링하는 한편, 차속이 20Km/H 이하이면 외기온의 상승시 외기온을 0.5℃/분으로 필터링하고 하강시 외기온을 - 2℃/분으로 필터링하고, 겨울철에 차속이 20Km/H 이하이면 외기온의 상승시 외기온을 0.5℃/분으로 필터링하고 하강시 외기온을 - 5℃/분으로 필터링하는 한편, 차속이 20Km/H 이상이면 외기온의 상승시 외기온을 5℃/분으로 필터링하고 하강시 외기온을 - 0.5℃/분으로 필터링하도록 함으로써, 외기온 센서에 의해 감지되어 입력되는 외기온을 오인하는 것을 막을 수 있다.

Description

외기온 센서의 입력 필터링 방법.

본 발명은 외기온 센서의 입력 필터링 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외기온이나 자동차의 차속에 따라 외기온 센서에 의해 가변되는 외기온을 차등 필터링하여 라디에이터 혹은 바닥면 등으로부터 발생되는 열에 의한 외기온을 감지하지않고 실질적인 외기온을 검출하여 냉난방 시스템을 구동시키기위한 정보를 제공할 수 있도록 하는 외기온 센서의 입력 필터링 방법에 관한 것이다.

일반적인 자동차 냉난방 시스템은 도 1에 나타낸 바와 같고, 이로부터 배출되는 공기의 경로는 도 2와 같이 이루어져 있다. 즉, 냉난방, 실내 온도, 풍향, 풍량, 공기흡입 모드 등을 선택할 수 있는 키 들로 이루어진 제어 패널(Control Panel : 10)과, 설정된 실내 온도에 도달하도록 분출 공기의 온도 계산 및 다른 장치들을 제어하는데 필요한 정보를 제공하는 각종 센서들(21∼24)로 이루어진 센서부(20)와, 공기 흡입모드에 따라 자동차 밖의 공기(이하 외기 라 한다) 또는 자동차의 실내의 공기(이하 내기 라 한다)가 선택적으로 시스템에 유입되도록 하는 인테이크 도어(1)를 작동시키는 인테이크 도어 액추에이터(Intake Door Actuator : 41)와, 실내를 냉난방모드에 따라 설정된 온도로 조절하기 위하여 증발기(60)를 통과하여 냉각된 공기가 히터(70)로 유입되는 양을 조절하는 에어 믹스 도어(2)를 작동시키는 에어 믹스 도어 액츄에이터(Air Mix Door Actuator : 42)와, 각 벤트(Vent)로 배출되는 냉기 또는 온기의 공급량과 방향을 조절하는 모드 도어(3∼7) 및 최대 냉난방 도어(8)를 작동시키는 모드 도어 액추에이터(Mode Door Actuator : 43) 및 최대 냉난방 액추에이터(Max Cool/Warm Actuator : 44)로 이루어진 액추에이터부(40)와, 공기를 유입시키는 블로어 팬(Blower Fan)을 작동시키는 블로어 모터(Blower Motor : 50)와, 블로어 팬에 의해 유입되는 공기를 냉각시키는 증발기(Evaporator : 60)와, 상기 증발기(60)를 통과하여 유입되는 공기를 가열시키는 히터(Heater : 70)와, 상기 제어 패널(10) 및 센서부(20)의 입력에 의해 상기한 장치들(40∼70)의 동작을 제어하는 마이크로 프로세서(30)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 자동차 냉난방 시스템의 제어 패널(10)을 조작하여 공기 흡입 모드를 외기 모드(혹은 프레쉬 모드라고도 한다)로 선택하면, 마이크로 프로세서(30)는 인테이크 도어 액추에이터(41)에 제어신호를 출력하여 인테이크 도어(1)를 외부 공기가 유입되도록 작동시키는 한편 블로어 모터(50)에 구동신호를 공급하여 유입된 외기가 벤트를 통하여 자동차 내부에 순환되도록 하고, 내기 모드(혹은 순환 모드라고도 한다)로 설정하면 마이크로 프로세서(30)는 인테이크 도어 액추에이터(41) 및 블로어 모터(50)에 제어신호를 출력하여 외기의 유입을 차단하고 자동차 내부공기가 자동차 내부를 순환되도록 한다.

또한 원하는 실내 온도, 풍향, 풍량을 제어 패널(10)에서 설정하면 마이크로 프로세서(30)는 실내 온도 센서(21), 외기온 센서(22), 일사 센서(23) 및 증발기 온도 센서(24)로부터 입력되는 정보를 이용하여 증발기(60) 및 히터(70)를 작동시키고, 에어 믹스 도어 액추에이터(42)에 제어신호를 출력하여 에어믹스 도어(2)가 적절히 위치하도록 하여 냉기와 온기를 혼합함으로써 실내 온도가 설정된 값을 유지할 수 있도록 하는 것이다.

이 때 마이크로 프로세서(30)는 모드 도어 액추에이터(43)를 제어하여 모드 도어(3∼7)를 작동시킴으로써 선택된 방향(발방향, 얼굴방향 혹은 뒷좌석 등)으로 혼합된 공기가 분출될 수 있도록 하고, 최대 냉난방 모드이면 최대 냉난방 액추에이터(44)를 제어하여 모드 도어(8)를 개방시킨다. 여기서, 모드 도어(a∼d)는 승객이 마음대로 여닫을 수 있는 보조 모드 도어이다.

또한 희망하는 실내 온도를 얻기 위해서는 자동차의 실내 공기를 조절된 공기와 변환시킬 필요가 있으며 이를 위해 필요한 풍량을 만들기 위하여 블로어 모터(50)에 제어신호를 출력하여 블로어 팬의 속도를 조절한다.

이와 같이 동작되는 자동차 에어컨이 설정된 온도로 자동차 실내 온도를 조절하기 위하여 각 벤트를 통하여 분출되는 공기의 온도(T_AO)는 수학식 1을 이용하여 구한다.

여기서 T_AO는 선택된 벤트를 통해 분출되는 공기의 필요 분출 온도(℃)이고, T_R은 실내 온도 센서(21)에 의해 감지된 실내 온도(℃)이며, T_AMB는 외기온 센서(22)에 의해 감지된 외기온(℃)이고, T_SUN은 일사 센서(23)에 의해 감지된 일사량(㎉/㎡·min)이며, T_SET은 에어컨 제어 패널(10)에서 설정한 온도(℃)이다. 또한 α, β, γ, δ, ε는 실험에 의해서 구할 수 있는 보정계수이다.

상기한 바와같이 실내로 배출되는 공기의 온도를 조절하기위한 각종 정보들 중 외기온은 실내온도나 일사량, 설정온도 등에 비해 그 변화폭이 크다. 즉, 자동차 정체시에 라디에이터에서 발생되는 열에 의해서 실제보다 외기온이 높게 검출되거나 혹은 자동차가 정지중이면 바닥면에서 발생되는 지열에 의해 외기온이 실질적인 외기온보다 높거나 낮게 검출되므로, 이를 외기온으로 인식한 마이크로 프로세서는 이러한 온도변화에 대해서도 냉난방 시스템의 동작을 제어하기위한 정보로 활용하기 때문에 냉난방 시스템의 동작을 효과적으로 제어할 수 없다는 결점을 가지고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 외기온이나 자동차의 차속에 따라 외기온 센서에 의해 감지되는 외기온을 차등 필터링하여 실질적인 외기온을 검출하고 이를 이용하여 냉난방 시스템의 동작을 정확하게 제어할 수 있도록 하는 외기온 센서의 입력 필터링 방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기위한 본 발명은 외기온 감지수단에 의해 외기온을 감지하는 단계와, 외기온에 따라 여름 혹은 겨울을 판단하는 단계와, 차속 감지수단에 의해 자동차의 속도를 감지하는 단계와, 계절과 자동차 속도에 따라 외기온을 차등 필터링하는 단계와, 외기온의 변화에 따라 냉난반 시스템의 동작을 조절하는 단계를 수행하도록 함을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 자동차 냉난반 시스템을 도시한 블록 구성도,

도 2는 일반적인 자동차 냉난방 시스템의 통풍 경로를 도시한 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 자동차 냉난방 시스템의 개략도,

도 4는 본 발명에 따른 자동차 냉난방 시스템의 동작상태를 보인 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 외기온 센서 200 : 차속센서

300 : 마이크로 프로세서 400 : 냉난방 시스템

본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 냉난방 시스템의 구성은 도 3에 도시한 것처럼, 외기온을 감지하는 외기온 센서(100)와, 자동차의 속도를 감지하는 차속센서(200)와, 외기온과 자동차의 속도에 따라 외기온 센서(100)에 의해 감지되는 외기온을 차등 필터링하여 냉난방 시스템(400)의 동작을 제어하는 마이크로 프로세서(300)로 구성된다.

도 4는 본 발명의 동작상태를 도시한 흐름도로서, 외기온 센서(100)와 차속센서(200)에 의해 감지되는 외기온과 차속에 의거 여름철에 차속이 20Km/H 이상이면 외기온의 상승/하강시 외기온을 ± 5℃/분으로 필터링하고, 여름철에 차속이 20Km/H 이하이면 외기온의 상승시 외기온을 0.5℃/분으로 필터링하고 하강시 외기온을 - 2℃/분으로 필터링하는 한편, 겨울철에 차속이 20Km/H 이하이면 외기온의 상승시 외기온을 0.5℃/분으로 필터링하고 하강시 외기온을 -5℃/분으로 필터링하며, 겨울철에 차속이 20Km/H 이상이면 외기온의 상승시 외기온을 5℃/분으로 필터링하고 하강시 외기온을 - 0.5℃/분으로 필터링하도록 함을 보이고 있다.

이하 본 발명의 작용을 설명한다.

자동차의 시동이 걸리면(S1), 외기온 센서(100)에 의해 감지되는 외기온을 감지(S2)하고, 이를 기초로 현재의 계절이 여름 혹은 겨울인지를 판단한다. 즉, 마이크로 프로세서(300)는 외기온 센서(100)에 의해 감지되는 외기온이 30℃이상인지를 판단한다(S3). 그 결과 외기온이 30℃이상(여름)인 것으로 판정되는 경우에는 차속센서(200)에 의해 감지되는 운행중인 자동차의 차속을 감지한다(S4).

이어서 마이크로 프로세서(300)는 자동차의 속도가 20Km/H(여기서, 20Km/H는 운전자 혹은 생산자가 외기온에 영향을 주는 자동차를 속도를 실험에 의해 얻은 값이다)이상인지를 확인하고(S5), 차속센서(200)에 의해 감지되는 자동차의 속도에 따라 외기온의 변화를 차등 필터링한다. 즉, 외기온에 의해 여름철로 판정되고, 차속이 20Km/H 이상이면 외기온의 상승/하강시 외기온을 ± 5℃/분으로 동일하게 필터링(S7)하지만, 차속이 20Km/H 이하이면 외기온의 상승시 외기온을 0.5℃/분으로 필터링하고 하강시 외기온을 - 2℃/분으로 필터링(S6)하여 외기온을 검출한다. 여름철에 자동차가 천천히 운행하게 되면, 라디에이터에서 발생되는 열이나 바닥면에서 발생되는 지열이 외기온 센서(100)에 감지되므로 이를 감안하여 필터링 폭을 줄이고, 반대로 자동차가 정상 운행하는 중에는 라디에이터에서 발생되는 열이나 바닥면에서 발생되는 지열에 영향을 덜 받으므로 필터링 폭을 늘린다.

그리고 이와같이 감지된 외기온을 아래의 수학식 2에 적용하여 냉난방 시스템의동작을 제어하기위한 공기온도(T_AO)를 구한후 냉난방 시스템(400)의 동작을 제어한다.

여기서 T_AO는 선택된 벤트를 통해 분출되는 공기의 필요 분출 온도(℃)이고, T_R은 실내 온도 센서에 의해 감지된 실내 온도(℃)이며, T_AMB는 외기온 센서(100)에 의해 감지된 외기온(℃)이고, T_SUN은 일사 센서에 의해 감지된 일사량(㎉/㎡·min)이며, T_SET은 냉난방 시스템의 제어 패널에서 설정한 온도(℃)이다. 또한 α, β, γ, δ, ε는 실험에 의해서 구할 수 있는 보정계수이다.

그리고, 외기온 센서(100)에 의해 감지되는 외기온이 30℃이하인 것으로 판정되는 경우에는 마이크로 프로세서(300)는 다시 외기온이 10℃이하인지를 판단(S8)하고, 그 결과 외기온이 10℃이상인 경우에는 종래와 같이 매분마다 외기온의 변화를 일정하게 필터링(S13)하지만, 10℃이하인 경우에는 차속센서(200)에 의해 감지되는 운행중인 자동차의 차속을 감지한다(S9). 이어서 마이크로 프로세서(300)는 자동차의 속도가 20Km/H 이상인지를 확인하고(S10), 차속센서(200)에 의해 감지되는 자동차의 속도에 따라 외기온의 변화를 차등 필터링한다.

즉, 외기온에 의해 겨울철로 판정되고 차속이 20Km/H 이하이면 외기온의 상승시 외기온을 0.5℃/분으로 필터링하고 하강시 외기온을 -5℃/분으로 필터링(S11)하지만, 차속이 20Km/H 이상이면 외기온의 상승시 외기온을 5℃/분으로 필터링하고 하강시 외기온을 - 0.5℃/분으로 필터링(S12)하여 외기온을 검출한다.

그리고 이와같이 감지된 외기온을 아래의 수학식 3에 적용하여 냉난방 시스템의동작을 제어하기위한 공기온도(T_AO)를 구한후 냉난방 시스템(400)의 동작을 제어한다.

여기서 T_AO는 선택된 벤트를 통해 분출되는 공기의 필요 분출 온도(℃)이고, T_R은 실내 온도 센서에 의해 감지된 실내 온도(℃)이며, T_AMB는 외기온 센서(100)에 의해 감지된 외기온(℃)이고, T_SUN은 일사 센서에 의해 감지된 일사량(㎉/㎡·min)이며, T_SET은 냉난방 시스템의 제어 패널에서 설정한 온도(℃)이다. 또한 α, β, γ, δ, ε는 실험에 의해서 구할 수 있는 보정계수이다.

이에따라 외기온 센서(100)는 라이에이터에서 발생되는 열이나 바닥면에서 발생되는 열 혹은 냉기에 영향을 덜 받은 외기온을 감지할 수 있으며, 이를 냉난방 시스템의 동작을 제어하기위한 외기온 정보를 제공함으로써, 마이크로 프로세서(300)는 실질적인 외기온을 감지하고 이에 대응되게 냉난방 시스템의 동작을 제어할 수 있는 것이다.

본 발명은 외기온 센서에 감지되는 외기온에 의해 계절을 판단하고, 계절과 차속센서에 의해 감지되는 자동차의 속도에 의해 외기온 센서에 의해 감지되는 외기온을 차등 필터링함으로써, 라디에이터에서 발생되는 열에 의한 온도변화나 바닥면에서 발생되는 열이나 냉기에 의한 온도변화를 감안하여 보다 실질적인 외기온을 감지할 수 있다. 또한 이렇게 감지된 외기온에 의해 냉난방 시스템의 동작을 제어함으로써, 냉난방 시스템의 동작을 보다 효과적으로 제어할 수 있는 것이다.

Claims (5)

1. 외기온을 감지하는 단계, 외기온에 따라 계절을 판단하는 단계, 차속을 감지하는 단계, 계절과 차속에 따라 외기온을 차등 필터링하는 단계, 외기온의 변화에 따라 냉난반 시스템의 동작을 조절하는 단계를 수행하도록 함을 특징으로 하는 외기 온도센서의 입력 필터링 방법.
2. 제 1항에 있어서, 여름철에 차속이 20Km/H 이상이면 외기온의 상승/하강시 외기온을 ± 5℃/분으로 필터링함을 특징으로 하는 외기 온도센서의 입력 필터링 방법.
3. 제 1항에 있어서, 여름철에 차속이 20Km/H 이하이면 외기온의 상승시 외기온을 0.5℃/분으로 필터링하고, 하강시 외기온을 -2℃/분으로 필터링함을 특징으로 하는 외기 온도센서의 입력 필터링 방법.
4. 제 1항에 있어서, 겨울철에 차속이 20Km/H 이하이면 외기온의 상승시 외기온을 0.5℃/분으로 필터링하고, 하강시 외기온을 -5℃/분으로 필터링함을 특징으로 하는 외기 온도센서의 입력 필터링 방법.
5. 제 1항에 있어서, 겨울철에 차속이 20Km/H 이상이면 외기온의 상승시 외기온을 5℃/분으로 필터링하고, 하강시 외기온을 - 0.5℃/분으로 필터링함을 특징으로 하는 외기 온도센서의 입력 필터링 방법.