KR19990016821A - 자동차 자동온도조절장치의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 실내 온도를 조절하는 자동온도조절장치를 제어하는 방법에 관한 것으로서, 운전자가 설정한 설정온도와 실내온 센서(10)에 의해 실제 측정되는 실내온도의 측정값과의 차를 구하여 실내 온도편차를 구하고 이를 열량으로 환산하여 요구편차열량(e1)을 구하는 단계와, 실내로 송풍되는 공기의 풍온 및 풍량을 측정하는 단계와, 상기 측정된 풍온과 풍량을 사용하여 실내로 공급되는 실내공급열량(e2)을 산출하는 단계와, 상기 요구편차열량(e1)과 실내공급열량(e2)의 차이를 구하여 제어 열량(e3)을 구하는 단계와, 상기 제어 열량(e3)이 존재하는지를 판단하는 단계와, 상기 제어 열량(e3)이 존재하는 경우 열량에 대한 에어 믹스 도어 개도 및 블로워 속도의 데이터 MAP으로부터 상기 제어 열량(e3)에 해당하는 에어 믹스 도어 개도 및 블로워 모터 속도값을 선택하여 에어 믹스 도어 개도 및 블로워 모터(60)를 제어하는 단계로 구성되어 상기 제어 열량(e3)이 존재하는 동안 상기의 단계들을 반복적으로 수행하도록 된 자동온도조절장치의 제어방법을 제공하여, 운전자가 설정한 온도상태로 차량의 내부 온도상태를 변화하도록 함에 있어서, 실질적으로 차량의 내부온도의 변화를 가져오게 되는 공기의 풍량 및 풍온의 변화추이를 직접 감지 및 제어하도록 함으로써, 신속하고 정확하게 원하는 온도상태로 차량의 내부온도를 변화시킬 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

자동차 자동온도조절장치의 제어방법

본 발명은 자동차의 온도조절장치를 제어하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어컨과 히터 및 블로워 등이 자동적으로 제어되는 자동온도조절장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에는 여러 가지 기후 조건이나 주행 조건에서도 승차자에게 쾌적한 환경을 제공하기 위한 온도조절장치가 장착되어 있는 바, 여기에는 자동차 실내의 냉, 난방을 위한 에어컨과 히터 유닛이 있다.

상기한 바와 같은 에어컨과 히터 유닛의 작동은 차량의 각종 주행조건 및 실내의 승차자 취향에 따라 적절히 작동되어야 하는 바, 상기와 같은 에어컨과 히터 유닛의 작동은 주로 에어컨의 증발기와 히터 코어를 통과하는 공기의 통풍경로를 조절하는 것과 에어컨 압축기의 가동정도 등으로 제어된다.

여기서, 상기한 바와 같은 에어컨 증발기를 통과하는 공기의 통풍경로를 살펴보면 도 1에 도시된 바와 같이 송풍할 공기의 근원을 차량의 내부공기로 할 것인지 외부의 공기로 할 것인지를 결정하는 에어 인렛 도어(100)와, 상기 에어 인렛 도어(100)를 통해 공기가 유입되어 차량의 실내로 압송되도록 하는 힘을 발생시키는 블로워(101)와, 상기 블로워(101)로부터의 공기가 통과하도록 설치된 상기 에어컨의 증발기(51)와, 상기 증발기(51)를 통과한 공기가 히터 코어(102)로 향하는 양을 조절하도록 하는 에어 믹스 도어(AMD: Air Mix Door)(103)와, 상기와 같이 증발기(51) 및 히터 코어(102)를 경유한 공기를 차량의 각 부위로 공급하도록 하는 에어 덕트(104) 및 에어 벤트(105)가 마련되어 있는 상태이다.

상기한 바와 같은 공기의 통풍경로를 통해 차량의 실내로 공급되는 공기의 흐름을 살펴보면, 상기 에어 인렛 도어(100)에서 선택된 공기 공급원으로부터 상기 블로워(101)가 공기를 흡입하여 압송하면, 압송되는 공기는 상기 에어컨의 증발기(51)를 통과하게 되는 바, 여름철과 같이 에어컨이 작동되고 있는 동안에는 상기 증발기(51)를 통과하면서 공기가 냉각된다.

상기한 바와 같이 증발기(51)를 통과한 공기는 상기 에어 믹스 도어(103)의 상태에 따라서 상기 히터 코어(102)를 경유하는 공기의 양이 조절되는 바, 상기 히터 코어(102)를 경유한 공기는 히터 코어(102)를 경유하지 않은 공기와 다시 혼합되어 상기 에어 덕트(104) 및 에어 벤트(105)를 통해 차량의 각 부위로 제공되는 것이다.

따라서, 상기 히터 코어(102)를 경유하는 공기의 양이 많아지면 그 만큼 차량의 실내로 공급되는 공기의 온도는 상승되는 것으로, 상기 에어 믹스 도어(103)는 블로워(101)의 작동속도와 함께 실질적으로 차량의 실내로 유입되는 공기의 온도를 조절하도록 하는 역할을 하게 된다.

그러므로, 상기한 에어 믹스 도어(103)의 개도와 블로워(101) 작동속도를 제어하면 차량의 내부온도를 자동적으로 제어할 수 있고, 이와 같은 원리를 이용한 자동온도조절장치가 개발되어 사용되고 있다.

그런데, 현재 사용되고 있는 자동온도조절장치는 운전자가 설정한 온도상태를 목표값으로 제어함에 있어서, 실질적으로 실내의 온도상태를 좌우하는 공기의 풍온과 풍속을 직접 제어하지 못하고, 단지 차량의 실내에 설치되어 있는 실내온 센서에 의해 설정된 목표값에 도달시키려고 하는 제어가 이루어지고 있어서, 실제의 제어 결과가 운전자가 원하는 의도와는 맞지 않는 상태로 나타나게될 가능성이 높다.

즉, 실질적으로 차량 내부의 온도가 조절되도록 하는 직접적인 제어요소는 실내로 송풍되는 공기의 온도와 그 풍량임에도 불구하고 이에 대한 제어가 실질적으로 이루어지지 못하고 단지 상기와 같은 공기의 공급후 일정시간이 경과한 후 나타나는 결과값에 해당하는 실내온 센서의 출력값을 통해서 간접적으로만 차량의 온도조절이 가능하게 되어 차량 실내온도의 신속하고 정확한 제어가 곤란하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 운전자가 설정한 차량의 실내온도상태를 만들기 위하여 실내로 송풍되는 공기의 온도 및 풍량을 감지하여 상기 공기의 온도 및 풍량을 직접 제어에 적용하도록 함으로써 보다 신속하고 정확한 차량의 실내온도 조절이 가능하도록 하는 자동차 자동온도조절장치의 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 자동차 온도조절장치의 공기흐름 계통도,

도 2는 본 발명의 실시 예를 적용하기 위한 자동온도조절장치의 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 자동온도조절장치의 제어방법이 도시된 순서도,

도 4는 열량에 대한 에어 믹스 도어 개도 및 블로워 모터 속도에 대한 MAP이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 실내온 센서 20: 온도설정스위치

30: 풍온센서 40: 풍량센서

50: 에어 믹스 도어 모터 60: 블로워 모터

70: 에어컨 80: 컨트롤러

e1: 요구편차열량 e2: 실내공급열량

e3: 제어열량

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차 자동온도조절장치의 제어방법은 운전자가 설정한 설정온도와 실내온 센서에 의해 실제 측정되는 실내온도의 측정값과의 차를 구하여 실내 온도편차를 구하고 이를 열량으로 환산하여 요구편차열량을 구하는 단계와, 실내로 송풍되는 공기의 풍온 및 풍량을 측정하는 단계와, 상기 측정된 풍온과 풍량을 사용하여 실내로 공급되는 실내공급열량을 산출하는 단계와, 상기 요구편차열량과 실내공급열량의 차이를 구하여 제어 열량을 구하는 단계와, 상기 제어 열량이 존재하는 경우 열량에 대한 에어 믹스 도어 개도 및 블로워 모터 속도의 데이터 MAP으로부터 상기 제어 열량에 해당하는 에어 믹스 도어 개도 및 블로워 모터 속도를 선택하여 에어 믹스 도어 모터 및 블로워 모터를 제어하는 단계로 구성되어 상기 제어 열량이 존재하는 동안 상기의 단계들을 반복적으로 수행하도록 된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 자동차 자동온도조절장치의 제어방법을 첨부된 도 2와 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2에는 본 발명에 따른 제어방법이 적용되기 위한 자동온도조절장치의 구성을 도시한 것으로서, 차량의 실내온도를 측정하는 실내온 센서(10)와, 운전자의 온도설정상태를 입력하기 위한 온도설정스위치(20)와, 실내로 송풍되는 공기의 풍온을 감지하기 위한 풍온센서(30) 및 풍량을 감지하기 위한 풍량센서(40)와, 상기 다수의 센서 및 스위치의 입력을 받아 에어 믹스 도어 모터(50)와 블로워 모터(60) 및 에어컨(70) 등을 제어하는 컨트롤러(80)로 구성되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 자동온도조절장치의 제어방법이 도시된 순서도로서, 운전자가 설정한 설정온도와 실내온 센서(10)에 의해 실제 측정되는 실내온도의 측정값과의 차를 구하여 실내 온도편차를 구하고 이를 열량으로 환산하여 요구편차열량(e1)을 구하는 단계와, 실내로 송풍되는 공기의 풍온 및 풍량을 측정하는 단계와, 상기 측정된 풍온과 풍량을 사용하여 실내로 공급되는 실내공급열량(e2)을 산출하는 단계와, 상기 요구편차열량(e1)과 실내공급열량(e2)의 차이를 구하여 제어 열량(e3)을 구하는 단계와, 상기 제어 열량(e3)이 존재하는지를 판단하는 단계와, 상기 제어 열량(e3)이 존재하는 경우 열량에 대한 에어 믹스 도어 개도 및 블로워 속도의 데이터 MAP으로부터 상기 제어 열량(e3)에 해당하는 에어 믹스 도어 개도 및 블로워 모터 속도값을 선택하여 에어 믹스 도어 개도 및 블로워 모터(60)를 제어하는 단계로 구성되어 상기 제어 열량(e3)이 존재하는 동안 상기의 단계들을 반복적으로 수행하도록 되어 있다.

여기서, 상기 도 3의 순서도에 입각하여 본 실시 예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

컨트롤러(80)는 운전자가 선택한 설정온도와 실내온 센서에 의해서 측정된 차량의 실내온도와의 차이를 구하여 실내온도편차를 구하고 이를 열량으로 환산함으로써 요구편차열량(e1)을 구한다.

이때, 상기 실내온도편차를 열량으로 환산하는 것은 차량내부의 실내 체적 및 실내를 구성하는 재료의 열용량 등이 종합적으로 가미된 것으로서 실험적인 데이터에 의한 상수값 a를 실내온도편차에 곱하여 구하도록 한다.

다음으로 컨트롤러(80)는 실내로 공급되는 공기의 풍온 및 풍량을 상기 풍온센서(30) 및 풍량센서(40)를 통해 직접 감지하고 그 출력값을 입력받아 실내로 실제로 제공되고 있는 열량인 실내공급열량(e2)을 구한다.

즉, 상기 풍온센서(30)의 출력값을 Ta라하고 상기 풍량센서(40)의 출력값을 Tb라하면 상기 Ta와 Tb의 곱에 실험적으로 구해지는 상수값 b를 더 곱하여 실내로 공급되는 공기가 가지고 있는 열량인 실내공급열량(e2)을 구하는 것이다.

상기와 같이 구해진 요구편차열량(e1)과 실내공급열량(e2)의 차를 구하면 실질적으로 현재 차량에서 운전자가 요구하는 온도상태로 조절되기 위해 필요로 하는 열량이 구해지는 바, 이를 제어 열량(e3)이라 칭하기로 한다.

이때, 상기 제어 열량(e3)이 존재하면('0'가 아니면) 실질적으로 운전자가 요구하는 온도상태로 차량내부의 온도가 변화되도록 하기 위해서는 상기 제어 열량(e3)만큼의 열량이 추가로 요구됨을 의미하게 된다.

따라서, 상기와 같이 구해진 제어 열량(e3)이 존재하면 미리 컨트롤러(80)에 저장되어 있는 도 4에 도시된 바와 같은 열량에 대한 에어 믹스 도어 개도 및 블로워 모터 속도에 대한 MAP으로부터 상기 구해진 제어 열량에 해당하는 에어 믹스 도어 개도 및 블로워 모터 속도의 값(x,y)을 구하고 이를 사용하여 에어 믹스 도어 모터(50)와 블로워 모터(60)를 조절한다.

물론, 상기한 바와 같은 제어는 상기와 같은 방법으로 구해지는 제어 열량(e3)이 존재하지 않을 때, 즉 제어 열량(e3)이 '0'이 될 때까지 반복적으로 피이드 백(feed back)하여 제어하게 된다.

상기한 바와 같이 운전자가 설정한 온도상태로 차량의 내부 온도상태를 변화하도록 함에 있어서, 실질적으로 차량의 내부온도의 변화를 가져오게 되는 공기의 풍량 및 풍온의 변화추이를 직접 감지 및 제어하도록 함으로써, 신속하고 정확하게 원하는 온도상태로 차량의 내부온도를 변화시킬 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (1)

1. 운전자가 설정한 설정온도와 실내온 센서에 의해 실제 측정되는 실내온도의 측정값과의 차를 구하여 실내 온도편차를 구하고 이를 열량으로 환산하여 요구편차열량을 구하는 단계와, 실내로 송풍되는 공기의 풍온 및 풍량을 측정하는 단계와, 상기 측정된 풍온과 풍량을 사용하여 실내로 공급되는 실내공급열량을 산출하는 단계와, 상기 요구편차열량과 실내공급열량의 차이를 구하여 제어 열량을 구하는 단계와, 상기 제어 열량이 존재하는 경우 열량에 대한 에어 믹스 도어 개도 및 블로워 모터 속도의 데이터 MAP으로부터 상기 제어 열량에 해당하는 에어 믹스 도어 개도 및 블로워 모터 속도를 선택하여 에어 믹스 도어 모터 및 블로워 모터를 제어하는 단계로 구성되어 상기 제어 열량이 존재하는 동안 상기의 단계들을 반복적으로 수행하도록 된 것을 특징으로 하는 자동차 자동온도조절장치의 제어방법.