KR20200059248A - 자동차 공기조화 시스템을 작동하는 장치 및 공기조화 시스템용 내부온도 센서유닛 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차의 공기조화 시스템을 작동하는 장치에 관한 것이다. 공기조화 시스템은 팬, 공기 채널 상에서 및/또는 공기유동 채널 내에서 플랩을 제어하는 복수의 작동모터, 난방유닛 및/또는 냉방유닛, 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템의 작동에 필요한 측정변수를 감지하기 위한 복수의 센서(28, 30)를 갖는다. 센서(28, 30)는 내부온도 센서(26)를 포함한다. 본 발명의 장치는 원하는 온도를 입력하고 공기조화 시스템의 요소를 제어하기 위한 공기조화 제어신호를 출력하는 작동 및 제어 유닛(32)을 포함한다. 또한 본 발명의 장치는 작동 및 제어 유닛(32)의 외부에 및/또는 이와 분리되어 설치되어 있는 처리유닛(40)을 갖고, 내부온도 센서(26)의 측정신호와 공기조화 시스템의 다른 센서(28, 30)의 적어도 일부의 측정신호가 처리유닛에 공급될 수 있고, 처리유닛은 측정신호를 추가로 처리하여 공기조화 제어신호를 형성한다.
Description
본 발명은 자동차 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템을 작동하는 장치, 및 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템용 내부온도 센서 유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템은, 자동차에 설치된 제어유닛에서 또는 제어유닛에 의해 제어되며, 특히, 다른 제어유닛과 별개로 되어 있는 유닛인 공기조화 제어유닛에서 제어된다. 제어를 위해서는, 보통 여러가지 센서 변수들이 필요한데, 예를 들면 내부온도와 관련하여, 그리고 공기조화 시스템의 여러 요소의 현재 작동상태와 관련하여, 나아가 자동차 환경(예를 들어 외부온도, 태양광, 등등)과 관련하여, 센서 변수가 필요하다.
공기조화 시스템 및/또는 복수의 자동차 요소를 제어하는 장치들에 대한 예들을 DE-A-199 41 951, DE-B-10 2008 064 011 및 EP-A-1 080 956에서 볼 수 있다.
자동차 분야에서 최근 수년 동안 공통제어유닛을 통해 상이한 복수의 자동차 요소들을 작동시키는 트렌드가 널리 퍼져왔는데, 이러한 공통제어유닛은 또한 다양한 자동차 요소에 필요한 센서 변수를 연산하는 작업을 수행한다. 여러가지 자동차 요소들을 제어하는 소프트웨어를 집중시키는 것은, 자동차 요소들을 제어하는데 필요한 연산파워를 하나 또는 두세개의 프로세서로 집중시킬 수 있다는 점에서, 제조비용면에서 매우 바람직하다.
그러나, 개발단계에서, 복수의 자동차 요소를 위한 복수의 소프트웨어 기능들을 하나의 단일 제어유닛에 통합시키는 것은, 중앙제어유닛에 의해 제어되는 개별 요소들을 공급하는 복수의 자동차부품 공급자들 사이에서 소프트웨어 업데이트를 코디네이트해야만 하는 문제를 일으킨다. 이러한 코디네이션은 예를 들어 자동차의 공기조화 제어를 위한 소프트웨어를 개발하는데 딜레이를 일으킨다.
본 발명의 목적은 자동차 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템을 작동시키는 장치로서, 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템의 작동을 중앙제어유닛의 다른 요소의 작동에 통합시킴에도 불구하고, 소프트웨어를 디자인하는 자유도를 증가시킬 수 있는 개념을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 자동차의 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템과 추가 자동차 요소를 제어하고 작동시키는 장치를 제공하며, 상기 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템은, 특히,
- 블로어,
- 자동차 안으로 공기를 유입시키는 채널에서 및/또는 그 채널 내에서 플랩을 제어하는 복수의 작동모터,
- 난방유닛 및/또는 냉방유닛,
- 상기 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템의 작동에 필요한 측정변수를 감지하는 복수의 제1 센서,
- 자동차의 실내온도를 나타내는 실제값을 감지하는 내부온도 센서로서 하나 이상의 제2 센서를 구비하고,
- 상기 장치는,
- 작동 및 제어 유닛으로서,
- 특히 자동차의 내부용 설정온도를 입력하고,
- 상기 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템 및 추가 자동차 요소의 작동을 위한 작동명령 및 매개변수를 입력하고,
- 상기 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템의 블로어, 작동모터 및 난방유닛 및/또는 냉방유닛을 제어하기 위한 공기조화 제어신호를 출력하고,
- 추가 자동차 요소의 제어를 위한 요소제어신호를 결정 및 출력하는, 작동 및 제어 유닛; 및
- 처리유닛으로서, 상기 작동 및 제어 유닛의 외부에 및/또는 상기 작동 및 제어 유닛과 별개로 설치되고 상기 작동 및 제어 유닛과 연결되며, 하나 이상의 내부온도 센서로부터 그리고 상기 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템의 제1 센서들 중 적어도 일부로부터 측정신호를 공급받을 수 있고, 블로어, 작동모터 및/또는 난방유닛 및/또는 냉방유닛을 제어하기 위해서 또는 상기 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템의 블로어, 작동모터 및/또는 난방유닛 및/또는 냉방유닛을 제어하도록 추가로 처리하기 위해서, 상기 측정신호를 추가로 처리하여 상기 작동 및 제어 유닛에 공급될 수 있는 공기조화 제어신호로 만드는, 처리유닛;을 구비한다.
또한, 상기 목적은 본 발명에 따라 엑추에이터 시스템을 포함하는 자동차 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템용 내부온도 센서유닛에 의해 달성되는데,
내부온도 센서유닛은,
- 자동차의 내부온도를 나타내는 변수를 결정하기 위한 하나 이상의 바람직하게는 복수의 내부온도 센서, 및
- 내부온도 센서로부터 측정신호를 공급받을 수 있고 상기 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템의 다른 센서로부터 측정신호를 나타내는 데이터 공급받을 수 있고, 상기 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템의 엑추에이터 시스템을 제어하기 위해 외부 제어유닛으로 전송하기 위한 상기 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템의 엑추에이터 시스템용 신호를 제공하는, 처리유닛을 포함한다.
기본적으로, 본 발명은 복수의 자동차 요소용, 구체적으로 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템용 작동 및 제어 유닛과, 외부에 배치된 처리 유닛과의 사이에서, 난방, 통풍 및/또는 공기조화의 조정 또는 제어의 기능을 분리하는 것으로 이루어져 있다. 이러한 처리유닛은 내부 온도 센서에 연결되는 것이 바람직하고, 특히 내부 온도 센서와 하나의 구조를 이루는 장치에 포함되는 것이 바람직하다. 처리유닛은 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템의 다른 센서들로부터 신호를 수신하며, 조정/제어를 위해 측정변수가 필요하다.
따라서, 본 발명에 따르면, 공기조화 조정 기능의 적어도 일부가, 복수의 자동차 요소와 연결된 중앙 작동 및 제어 유닛으로부터, 내부 온도 센서, 즉 내부 온도 센서와 연결된 처리유닛으로 이송된다. 이와 함께, 이러한 기능들은 특히 센서 시스템 (특히 전체 센서 시스템)의 평가 및 필요한 공기량, 공기 온도 그리고 필요한 난방 또는 냉각 요건과 같은 공기조화의 핵심 기능을 형성한다.
또한, 공기조화의 핵심기능 중 본질적인 부분은 구체적으로, 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템의 엑추에이터 시스템용 작동변수를, 예를 들어 자동차 안으로 공기를 유입시키는 채널에서 및/또는 그 채널 내의 플랩의 작동모터용 작동변수, 블로어용 작동변수 및 난방유닛 및/또는 냉방유닛용 작동변수를 연산하는 것을 포함한다. 이는 결국 공기량, 공기온도, 공기분포, 가열파워 및 냉각파워와 관련하여 이루어진 필요사항으로부터 연산된다. 따라서, 분산된 처리유닛에서 내부온도가 처리될 뿐만 아니라, 상당한 수의 추가 공기조화 조정기능이 수행된다.
이러한 기능을 연산하기 위해서, 필요한 정보가 예를 들어 버스통신을 통하여 처리유닛에 이용할 수 있게 된다. 연산결과는 버스통신을 통하여 추가 제어유닛으로 전송되고, 특히 작동 및 제어 유닛으로 전송되어, 이 연산결과를 사용하여 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템의 여러 엑추에이터 시스템을 작동시킬 수 있다.
본 발명이 제공하는 것처럼, 중앙 작동 및 제어 유닛에 의해 공기조화 시스템의 제어와, 작동 및 제어 유닛과 관련하여 분산된 처리 유닛에 의해 공기조화 시스템의 제어를 위한 작동변수의 연산 사이에서, 공기조화기능을 분할함으로써 얻을 수 있는 이점은, 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템에 대하여 소프트웨어를 개발함에 있어서의 융통성으로 구성된다. 이에 앞서, 한편으로 처리유닛 또는 내부온도 센서와 중앙 작동 및 제어 유닛 사이의 인터페이스가 정의되어야만 한다. 여기에서, 표준 버스 통신, 예를 들어 CAN을 통해 연결이 적절히 실현가능하게 이루어진다. 공기조화 시스템을 제어하기 위하여 신호와 데이터를 결정하도록 소프트웨어를 변경하는 것은, 버스 통신 인터페이스를 경유하여 전송되는데, 그 변경은 중앙 작동 및 제어 유닛을 작동시키기 위한 소프트웨어에서 어떤 변경을 요구하지 않게 되며, 이는 소프트웨어 디자이너와 관련하여 추가적으로 융통성이 있다는 것을 의미한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 제1 센서가 작동 및 제어 유닛에 연결되어 측정신호를 작동 및 제어 유닛에 공급하는 것이 제공되며, 작동 및 제어 유닛은 이러한 측정신호를 나타내는 데이터를 처리유닛에 공급한다. 본 발명의 이러한 변형된 예에서, 공기 조화 시스템의 작동을 위한 여러 센서들이 중앙 작동 및 제어 유닛에 연결된다. 이는 적어도 하나의 내부온도 센서에 적용되지 않는다. 추가 센서(제1 센서)는 다양한 유형의 하드웨어이며, 부분적으로 아날로그 측정 신호를 제공하지만, 일부는 또한 디지털 측정 신호를 제공한다. 이들은 다양한 기능을 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 일반적으로 공기조화 시스템을 작동시키는데 필요한 외부온도 센서도 사용하여, 겨울에 운전자에게 온도가 최소값 밑으로 떨어졌다는 것을 알릴 수 있다. 하지만, 또한, 매우 일반적인 경우로서, 외부온도를 자동차의 대시보드 상에 디스플레이하는 것은 오늘날 흔한 것이다. 바람직하게 이러한 제1 센서의 측정신호는 작동 및 제어 유닛에서 변환된 후, 예를 들어 버스(CAN 또는 LIN 버스)를 통하여 외부 처리 유닛에 전송된다. 하나 이상의 내부온도 센서로부터 나오는 측정신호와 함께, 공기조화 시스템을 작동시키는데 필요한 작동 변수는, 처리 유닛에서 결정되고, 이러한 데이터는 처리 유닛으로부터 버스 통신 링크를 통하여 작동 및 제어 유닛으로 전송되고, 작동 및 제어 유닛으로부터 공기조화 시스템의 개별 요소들에 공급되어, 그에 따라 제어를 하게 된다.
내부온도 센서의 유형과 관련하여, 내부온도 센서는 환기(ventilate)될 수 있고, 환기가 안 될 수도 있다. 온도-센싱 요소와 별개로, 환기된 내부온도 센서는 환기모터를 추가로 필요로 한다. 최근, 소위 환기가 안된 내부온도 센서를 사용하는 것이 증가되고 있는데, 이 센서는 감도에서 차이가 나고 상이한 매개변수들에 대하여 감지할 수 있는 복수의 요소를 포함한다. 이러한 환기가 안된 온도센서는 보통, 두 개의 온도-센싱 측정요소를 포함하고, 열이나 태양광에 의해 유발되는 환기가 안된 내부온도 센서의 난방을 감지하는 방사-센싱 요소도 포함한다. 이러한 세 개의 요소의 측정신호는 공통적으로 자동차 내부의 온도를 나타내는 신호를 생성하기 위해 연산되는데, 이 신호는 내부온도의 실제값으로서 공기조화 시스템의 조정기(제어기)에 공급된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시예에서, 제1 센서는: 하나 이상의 채널로부터 흘러나오는 공기의 온도를 감지하는 적어도 하나의 센서, 및/또는 노출된 자동차 내부에 조사되는 태양광을 감지하는 적어도 하나의 태양 센서, 및/또는 특히 창문, 특히 자동차의 앞유리에 도달하는 공기의 상대공기습도를 감지하는 하나 이상의 습도센서, 및/또는 자동차의 주위 온도를 감지하는 하나 이상의 외부온도 센서, 및/또는 공기조화 시스템의 난방유닛의 온도를 감지하는 센서, 및/또는 공기조화 시스템의 냉방유닛의 온도를 감지하는 센서를 포함한다.
본 발명에 대해서는 실시예와 첨부 도면을 참고하여 보다 구체적으로 아래에서 설명한다.
도 1은 공기조화 시스템의 구성요소들을 갖는 자동차의 일부를 나타내는 개략도이다.
도 2는 중앙 작동 및 제어 유닛과 분산 프로세스 유닛 사이에서 공기조화기능을 분할하는 것을 개략적으로 설명한다.
도 1은 공기조화 시스템의 구성요소들을 갖는 자동차의 일부를 나타내는 개략도이다.
도 2는 중앙 작동 및 제어 유닛과 분산 프로세스 유닛 사이에서 공기조화기능을 분할하는 것을 개략적으로 설명한다.
도 1은 공기조화 시스템(12)을 포함하는 자동차(10)의 전방부를 측면도로 개략적으로 나타낸 도면이다. 공기조화 시스템(12)은, 특히, 블로어(14), 난방유닛(16), 냉방유닛(18), 플랩(24)용 작동모터(26)를 구비한 복수의 공기 공급 채널(20), 및 예를 들어 내부온도 센서(26), 태양 센서(28) 및 외부온도 센서(30)를 포함하는 센서 시스템을 포함한다. 내부온도 센서(26)는, 전반적으로 내부의 온도를 나타내는 실제 변수를 결정하는 역할을 하는 하나 이상의 온도센서를 포함할 수 있다.
중앙 작동 및 제어 유닛(32)은 대시보드에 설치되거나 자동차(10)의 중앙 콘솔에 설치되며, 예를 들어 터치스크린(34)을 포함한다. 작동 및 제어 유닛(32)은 공기조화 시스템(12)의 엑추에이터 시스템과 예를 들어 네비게이션 시스템(36)을 제어하고, 추가적으로 시트를 조정 및/또는 온도제어(난방 또는 통풍)하는 기능을 한다(도 2의 38 참고). 또한, 중앙 작동 및 제어 유닛(32)을 통해, 인포테인먼트 시스템 또는 선루프장치 또는 자동 지붕개폐 시스템(컨버터블의 경우)과 같은 추가 요소들도 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면, 공기조화제어기능의 일부가 작동 및 제어 유닛(32)으로부터 외부수단으로 이전되었다. 본 발명의 실시예에서, 예를 들어 내부온도센서(26)와 일체로 되어 있는 분산처리유닛(40)이 별도의 구조유닛(42)에 설치되어 있고, 이 구조유닛은 버스통신(44)을 통해서 중앙 작동 및 제어 유닛(32)과 연결되어 통신을 한다. 여기에서, 다른 공기조화 센서의 측정 데이터, 예를 들어 태양 센서(28) 또는 외부온도 센서(30) 또는 모터 수온 센서, 공기분사 센서, 습도 센서, 난방유닛 센서, 즉 열교환기 온도 센서, 냉방유닛 센서, 즉 증발기 온도 센서(구체적으로 도시 안됨, 그러나 도 2에서 28과 30 사이에 점으로 표시됨)의 측정 데이터를, 바람직하게는 버스통신을 통하여, 처리유닛(40)에 공급할 수 있다. 상술한 센서는 그리고 다른 센서들(내부 온도 센서(26)는 제외)도, 측정신호 또는 측정데이터를 중앙 작동 및 제어 유닛(32)에 공급하고, 중앙 작동 및 제어 유닛에서, 신호들은 버스통신라인(44)을 통해 처리유닛(40)에 전송되도록 변환된다. 내부 온도 센서(26)의 측정신호와 함께, 처리유닛(40)은 공기조화 시스템(12)의 개별 요소에 대하여 예를 들어 블로어(14), 난방유닛(16), 냉방유닛(18) 및 여러 공기분배플랩(24)과 중앙혼합플랩과 같은 개별 요소에 대한 작동변수를 연산한다. 이러한 작동변수는 버스통신라인(44)을 통하여 다시 중앙 작동 및 제어 유닛(32)으로 전송되며, 이로부터 변수들은 공기조화 시스템(12)의 대응하는 요소들에 전송된다.
도면부호 리스트
10 자동차
12 공기조화 시스템
14 블로어
16 난방유닛
18 냉방유닛
20 공기공급채널
22 작동모터
24 플랩
26 내부온도 센서
28 태양 센서
30 외부온도 센서
32 제어유닛
34 스크린
36 네비게이션 시스템
40 처리유닛
42 구조유닛
44 버스통신
10 자동차
12 공기조화 시스템
14 블로어
16 난방유닛
18 냉방유닛
20 공기공급채널
22 작동모터
24 플랩
26 내부온도 센서
28 태양 센서
30 외부온도 센서
32 제어유닛
34 스크린
36 네비게이션 시스템
40 처리유닛
42 구조유닛
44 버스통신
Claims (6)
- 자동차의 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템과 추가 자동차 요소를 제어하고 작동시키는 장치로서, 상기 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템은, 특히,
- 블로어(14),
- 자동차(10) 안으로 공기를 유입시키는 채널에서 및/또는 채널 내에서 플랩(24)을 제어하는 복수의 작동모터(22),
- 난방유닛 및/또는 냉방유닛(16, 18),
- 상기 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템의 작동에 필요한 측정변수를 감지하는 복수의 제1 센서(28, 30),
- 자동차(10)의 실내온도를 나타내는 실제값을 감지하는 내부온도 센서(26)로서 하나 이상의 제2 센서를 구비하고,
- 상기 장치는,
- 작동 및 제어 유닛(32)으로서,
- 특히 자동차(10)의 내부용 설정온도를 입력하고,
- 상기 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템 및 추가 자동차 요소(36, 38)의 작동을 위한 작동명령 및 매개변수를 입력하고,
- 상기 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템의 블로어(14), 작동모터(22) 및 난방유닛 및/또는 냉방유닛(16, 18)을 제어하기 위한 공기조화 제어신호를 출력하고,
- 추가 자동차 요소의 제어를 위한 요소제어신호를 결정 및 출력하는, 작동 및 제어 유닛(32)과,
- 처리유닛(40)으로서, 상기 작동 및 제어 유닛(32)의 외부에 및/또는 상기 작동 및 제어 유닛과 별개로 설치되고 상기 작동 및 제어 유닛(32)과 연결되며, 하나 이상의 내부온도 센서(26)로부터 그리고 상기 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템의 제1 센서(28, 30)들 중 적어도 일부로부터 측정신호를 공급받을 수 있고, 블로어(14), 작동모터(22) 및/또는 난방유닛 및/또는 냉방유닛(16, 18)을 제어하기 위해서 또는 상기 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템의 블로어(14), 작동모터(22) 및/또는 난방유닛 및/또는 냉방유닛(16, 18)을 제어하도록 추가로 처리하기 위해서, 상기 측정신호를 추가로 처리하여 상기 작동 및 제어 유닛(32)에 공급될 수 있는 공기조화 제어신호로 만드는, 처리유닛(40);을 갖는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 센서(28, 30)는 작동 및 제어 유닛(32)에 연결되어 측정신호를 작동 및 제어 유닛에 공급하고, 상기 작동 및 제어 유닛(32)은 측정신호를 나타내는 데이터를 상기 처리유닛(40)에 공급하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
하나 이상의 내부온도 센서(26)는 환기되거나, 하나 이상의 내부온도 센서(26)는 환기되지 않고 두 개의 온도-센싱 측정요소 및 태양광을 감지하는 방사-센싱 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 센서(28, 30)는, 하나 이상의 채널로부터 흘러나오는 공기의 온도를 감지하는 하나 이상의 센서, 및/또는 노출된 자동차 내부에 조사되는 태양광을 감지하는 하나 이상의 태양 센서, 및/또는 특히 창문, 특히 자동차의 앞유리에 도달하는 공기의 상대공기습도를 감지하는 하나 이상의 습도센서, 및/또는 자동차의 주위 온도를 감지하는 하나 이상의 외부온도 센서, 및/또는 공기조화 시스템의 난방유닛의 온도를 감지하는 센서, 및/또는 공기조화 시스템의 냉방유닛의 온도를 감지하는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 엑추에이터 시스템을 포함하는 자동차 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템용 내부온도 센서유닛으로서,
- 자동차(10)의 내부온도를 나타내는 변수를 결정하기 위한 하나 이상의 바람직하게는 복수의 내부온도 센서(26), 및
- 내부온도 센서(26)로부터 측정신호를 공급받을 수 있고 상기 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템의 다른 센서(28, 30)로부터 측정신호를 공급받을 수 있고, 상기 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템의 엑추에이터 시스템을 제어하기 위해 외부 제어유닛으로 전송하기 위한 상기 난방, 통풍 및/또는 공기조화 시스템의 엑추에이터 시스템용 신호를 제공하는, 처리유닛(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 내부온도 센서 유닛. - 제5항에 있어서,
상기 하나 이상의 내부온도 센서(26)는 환기되거나, 또는 상기 하나 이상의 내부온도 센서(26)는 환기되지 않고 두 개의 온도-센싱 측정요소 및 태양광을 감지하는 방사-센싱 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부온도 센서유닛.
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