WO2020101092A1 - 자동차 공조기기의 냉난방 자동제어 방법 - Google Patents

자동차 공조기기의 냉난방 자동제어 방법 Download PDF

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heating
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조장형
전완호
유병강
심주호
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    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60H1/0073—Control systems or circuits characterised by particular algorithms or computational models, e.g. fuzzy logic or dynamic models
    • B60H2001/00733—Computational models modifying user-set values

Definitions

  • the present invention relates to a method of automatically controlling air conditioning and heating of a car air conditioning control device, and in particular, when controlling the air conditioning device of a car, it does not set the temperature as in the conventional method, but the temperature state of air felt by personnel inside the car, that is, warm It relates to an automatic control method for heating and cooling to control the air conditioning unit under the commands such as, cool, and make the room a comfortable temperature desired by the user.
  • the driver or passenger operated the air conditioner using the control operation unit of the center console inside the car.
  • the control and control section of the console is a manual mode that can manually operate each blower fan, air conditioner, and damper, and an automatic mode that automatically sets each desired temperature value to operate each air conditioning component to reach the desired temperature. It is divided, and accordingly, the user manually controls the temperature according to the indoor temperature.
  • the present invention uses a driving mode in emotional language, not temperature, instead of manually manipulating and adjusting the temperature of the room, and by controlling the air conditioning and heating in the room automatically by this driving mode, it is smoother than the existing method. It aims to create a pleasant atmosphere and reduce the frequency of console operation.
  • the air conditioner measures the indoor temperature and the outside temperature by the selected air operation mode to determine cooling, heating, and blowing operations, and starts an initial operation;
  • the set temperature is adjusted by operating the temperature adjustment button of the air conditioner upward and downward, and the adjusted set temperature is set to the reset temperature in each operation mode. It is characterized in that it further comprises the step of automatically determining the set value by reflecting and storing it in the MCU.
  • the air operation mode is composed of comfortable, cool, mild, baby, and rapid modes, but the comfortable mode is 24 degrees, the cool mode is 20 degrees, the mild mode is 27 degrees, the baby mode is 25 degrees, and the rapid mode is 18 degrees. It is characterized by being set,
  • the initial operation is characterized in that it lasts for 2 minutes .
  • the correction value according to the room temperature is +2 degrees to -2 degrees between the room temperature is 15 degrees to 28 degrees,
  • the compensation temperature is set to 0 degrees for comfort, -2 degrees for coolness, +2 degrees for mildness, +3.5 degrees for babies, and -5 degrees for rapidity,
  • the reset temperature by adding the compensation temperature is characterized in that it is set within the limit of the reset temperature for the operation mode
  • the limit value of the reset temperature is characterized in that the comfortable mode is 20 to 26 degrees, the cool mode is 18 to 25 degrees, the mild mode is 22 to 30 degrees, the baby mode is 20 to 28 degrees, and the rapid mode is 16 to 24 degrees,
  • the final set temperature is characterized in that it is calculated every 10 minutes.
  • the present invention by setting the mode of the air conditioner expressing the feeling of an individual who is difficult to quantify in an emotional language, there is an effect of automatically creating a smooth and pleasant atmosphere and reducing the operation frequency of the console.
  • 1 is a schematic graph showing a method for setting initial operating conditions
  • Figure 2 is a graph showing the temperature setting range according to the outside temperature
  • Figure 3 is a graph showing the correction value by room temperature
  • the present invention starts with a user selecting an air driving mode that the user currently desires in a vehicle interior console.
  • the user selects comfort, cool, mild, baby, rapid cooling, and rapid heating modes.
  • each mode has a comfortable mode of 24 degrees, a cool mode of 20 degrees, a mild mode of 27 degrees, a baby mode of 25 degrees, and a rapid cooling.
  • the mode is set to 18 degrees, and the rapid heating mode is set to 32 degrees.
  • the reason for classifying the air operation mode into comfortable, cool, mild, baby, rapid cooling, and rapid heating modes is to set the minimum temperature according to the user's room temperature requirements, and the temperature for each mode, that is, the comfortable mode
  • the reason why it is set to 24 degrees is because it is the proper temperature that usually feels the most comfortable, and the reason for limiting the cool mode to 20 degrees is to compensate if the user wants a little cooler, and the reason to limit the mild mode to 27 degrees.
  • the reason for limiting the baby mode to 25 degrees was selected for the comfort of the baby
  • the reason for limiting the rapid cooling mode to 18 degrees was to set the cooling operation load to the maximum.
  • the reason for limiting the rapid heating mode to 32 degrees is to set the heating operation load to the maximum.
  • the air conditioner measures the indoor temperature and the outside temperature by the selected air operation mode to determine cooling, heating, and blow operation and starts the initial operation.
  • the initial operation starts by determining heating, blowing, and cooling according to the correlation between the bet temperature and the initial set temperature for each operating condition. For example, if the outside temperature is below 18 degrees and the inside temperature is below 22 degrees, the heating operation is performed. If the outside temperature is between 18 and 26 degrees, and if the outside temperature is between 22 and 26 degrees, blow operation is performed, and the outside temperature is above 26 degrees and the inside temperature is inside. If it is 26 degrees or higher, the cooling operation is performed, and the temperature is switched to the set temperature in the operation mode set by the user.
  • the initial operation lasts 2 minutes, and the reason why the initial operation is continued for 2 minutes is to measure the initial temperature in the room and to complete the initial operation of various air conditioning parts. time
  • the set temperature is set according to the operation conditions according to the outside temperature as shown in FIG. 2. For example, if the outside temperature is 15 degrees or less, it is set to 26 degrees or more, and if the outside temperature is 28 degrees or more, it is set to 20 degrees or less, and if the outside temperature is between 15 and 28 degrees, it is set to 26 to 20 degrees. .
  • the reason for setting the temperature here is to predict and compensate for the indoor temperature load in advance according to the ambient temperature situation.
  • the set temperature is reset by adding a correction value according to the room temperature as shown in FIG. 3. For example, if the room temperature is 15 degrees or less, it is reset by adding +2 degrees, if the room temperature is 28 degrees or more, it is reset by adding -2 degrees, and if the room temperature is 15 to 28 degrees, it is reset from +2 degrees. Reset by adding degrees.
  • the reason for limiting the correction value here is to prevent overshoot of the indoor air temperature due to excessive temperature setting.
  • the reset temperature is set to the final set temperature by adding the compensation temperature for each operation mode.
  • the compensation temperature is 0 degrees for comfort, -2 degrees for coolness, +2 degrees for mildness, +3.5 degrees for babies, and cooling rapidity. -5 degrees, and rapid heating +5 degrees.
  • the reason for setting the compensation temperature here is to compensate for the set temperature according to the operating conditions since the reset temperature is set in accordance with the comfort temperature.
  • the final set temperature is calculated every 10 minutes, and the calculated value is rounded to 2 decimal places.
  • the final set temperature for each operation mode cannot be reset beyond the following maximum and minimum values.
  • the limit value for each operation mode is 20 to 26 degrees in comfort mode, 18 to 25 degrees in cool mode, 22 to 30 degrees in mild mode, 20 to 28 degrees in baby mode, 16 to 24 degrees in rapid cooling mode, and rapid heating mode Is limited to 26 to 32 degrees.
  • the reason for limiting the limit here is to prevent the set temperature from being excessively corrected to lose the characteristics of the operating conditions.
  • the user can adjust the set temperature upward and downward if the set operation condition does not meet his / her comfort level, and the adjusted set temperature is automatically saved and reflected in the reset temperature in each mode. After determining the value and storing it in the MCU, it automatically sets the air conditioner's set value based on the adjusted temperature that is automatically stored in the future operation.
  • the user inputs the air conditioner operation signal, it will operate based on the reset temperature.

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Abstract

본 발명은 자동차 공조 제어장치의 냉난방을 자동제어하는 방법에 관한 것으로서, 실내의 온도를 일일이 수동으로 조작하여 조절하는 대신, 온도가 아닌 감성적인 언어로 된 운전모드를 사용하며, 이 운전모드에 의해 실내의 냉난방을 자동으로 제어함으로서, 기존의 방법보다 더 원활하고 쾌적한 분위기를 조성하고, 콘솔 조작빈도를 줄이고자 하는데 그 목적이 있고, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 자동차 공조기기의 냉난방 자동제어 방법은, 사용자가 공조기에서 원하는 공기운전모드를 선택하는 단계; 공조기는 상기 선택된 공기운전모드에 의해 실내온도, 외기온도를 계측하여 냉방, 난방, 송풍운전을 결정하고 초기운전을 시작하는 단계; 상기 초기운전모드가 종료되면 외기온도에 의한 실내온도를 설정하는 단계; 상기 설정된 실내온도를 현재 실내온도에 따른 보정값에 의해 재설정하는 단계; 상기 재설정된 온도를 각 운전모드별로 정하여진 보상온도를 더하여 최종설정온도로 설정하여 운전하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차 공조기기의 냉난방 자동제어 방법
본 발명은 자동차 공조 제어장치의 냉난방을 자동제어하는 방법에 관한 것으로서, 특히, 자동차의 공조장치 제어 시 기존의 방법과 같이 온도를 설정하는 것이 아니라 자동차 내부의 인원이 느끼는 공기의 온도 상태, 즉 따듯하다, 춥다, 와 같은 명령을 받아 공조 장치를 제어하여 실내를 사용자가 원하는 쾌적한 온도 상태로 만드는 냉난방 자동제어 방법에 관한 것이다.
예전의 자동차 공조 제어장치는 운전자나 동승자가 자동차 내부의 센터 콘솔의 제어 조작부를 이용하여 공조기를 조작하였다.
콘솔의 제어조작부는 각각의 송풍팬, 에어컨, 댐퍼 등을 수동으로 조작할 수 있는 수동모드와, 임의의 원하는 온도 값을 설정하여 자동으로 각 공조 부품 등을 운전하여 원하는 온도에 도달시키는 자동모드로 나뉘어 있고, 이에 따라 사용자는 실내의 온도에 따라 일일이 수동으로 조작하여 온도를 조절하였다.
그러나 사용자 마다 내부 공기 온도에 따른 만족도가 다르기 때문에 온도를 이용하여 셋팅하는 방법은 필연적으로 온도를 올리고 내리고 하는 등의 센터 콘솔의 조작빈도를 높이게 되고 이는 운전자의 주의 집중력을 분산시키게 되는 문제가 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
공개특허공보 공개번호 특2001-0045980
본 발명은 실내의 온도를 일일이 수동으로 조작하여 조절하는 대신, 온도가 아닌 감성적인 언어로 된 운전모드를 사용하며, 이 운전모드에 의해 실내의 냉난방을 자동으로 제어함으로서, 기존의 방법보다 더 원활하고 쾌적한 분위기를 조성하고, 콘솔 조작빈도를 줄이고자 하는데 그 목적이 있다.
기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 자동차 공조기기의 냉난방 자동제어 방법은,
사용자가 공조기에서 원하는 공기운전모드를 선택하는 단계;
공조기는 상기 선택된 공기운전모드에 의해 실내온도, 외기온도를 계측하여 냉방, 난방, 송풍운전을 결정하고 초기운전을 시작하는 단계;
상기 초기운전모드가 종료되면 외기온도에 의한 실내온도를 설정하는 단계;
상기 설정된 실내온도를 현재 실내온도에 따른 보정값에 의해 재설정하는 단계;
상기 재설정된 온도를 각 운전모드별로 정하여진 보상온도를 더하여 최종설정온도로 설정하여 운전하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다,
또한, 상기 자동차 공조기기의 냉난방 자동제어 방법은,
상기 최종설정온도로 설정된 운전조건이 자신의 쾌적도에 맞지 않는 경우, 공조기의 온도조정버튼을 상향 및 하향으로 조작하여 설정온도를 조정하며, 상기 조정된 설정온도는 각 운전모드에서 재설정된 온도에 반영하여 자동으로 설정값을 결정하고 이를 MCU에 저장하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 공기운전모드는 쾌적, 시원, 온화, 아기, 쾌속모드로 이루어지되, 쾌적모드는 24도, 시원모드는 20도, 온화모드는 27도, 아기모드는 25도, 쾌속모드는 18도로 설정된 것을 특징으로 하며,
상기 초기운전은 2분간 지속되는 것을 특징으로 하며,
상기 실내온도에 따른 보정값은 실내온도가 15도 ~ 28도 사이에서 +2도 ~ -2도이고,
상기 보상온도는 쾌적은 0도, 시원은 -2도, 온화는 +2도, 아기는 +3.5도, 쾌속은 -5도로 설정되고,
상기 보상온도를 더하여 재설정된 온도는 운전모드에 대한 재설정온도의 한계치 내에서 설정되는 것을 특징으로 하며,
상기 재설정온도의 한계치는 쾌적모드는 20~26도, 시원모드는 18~25도, 온화모드는 22~30도, 아기모드는 20~28도, 쾌속모드는 16~24도인 것을 특징으로 하며,
상기 최종설정온도는 10분마다 계산되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 수치화하기 힘든 개인의 느낌을 감성적 언어로 표현하는 공조기의 모드로 설정함으로서, 원활하고 쾌적한 분위기를 자동으로 조성하고, 콘솔의 조작빈도를 줄일 수 있는 작용효과가 있다.
도1은 초기운전조건 설정방법을 나타낸 개략적인 그래프
도2는 외기온도에 의한 온도 설정범위를 나타낸 그래프
도3은 실내온도에 의한 보정값을 나타낸 그래프
이하에서 첨부된 도면에 의거 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 사용자가 자동차 내부 콘솔에서 현재 본인이 원하는 공기운전모드를 선택하는 것으로 시작한다. 사용자는 쾌적, 시원, 온화, 아기, 쾌속냉방, 쾌속 난방 모드를 선택하게 되고 이때 각 모드별로 쾌적모드는 24도, 시원모드는 20도, 온화모드는 27도, 아기모드는 25도, 쾌속 냉방 모드는 18도, 쾌속 난방 모드는 32도 로 설정된다.
여기에서 공기운전모드를 쾌적, 시원, 온화, 아기, 쾌속냉방, 쾌속 난방모드로 구분하는 이유는 사용자의 실내 온도 요구에 따라 최소한의 온도 구분을 두기 위함이고, 그 모드별로 온도 즉, 쾌적모드를 24도로 정한 이유는 통상적으로 가장 쾌적한 기분을 느끼게 하는 적정온도이기 때문이고 , 시원모드를 20도로 한정한 이유는 사용자가 조금더 시원함을 원할 경우 이를 보상하기 위함이고, 온화모드를 27도로 한정한 이유는 사용자가 조금더 따뜻함음 원할 경우 이를 보상하기 위함이고, 아기모드를 25도로 한정한 이유는 아기의 쾌적함을 위하여 선정하였으며, 쾌속냉방모드를 18도로 한정한 이유는 냉방 운전 부하를 최대로 설정하여 운전하기 위함이고, 쾌속 난방 모드를 32도로 한정한 이유는 난방 운전 부하를 최대로 설정하기 위함이다.
공기운전모드를 선택하면 공조기는 상기 선택된 공기운전모드에 의해 실내온도, 외기온도를 계측하여 냉방, 난방, 송풍운전을 결정하고 초기운전을 시작한다.
초기운전은 도1에 나타난 바와 같이 내기온도와 각 운전 조건 별 초기 설정 온도의 상관관계에 따라 난방, 송풍, 냉방을 결정하여 운전을 시작한다. 예를 들면, 외기온도가 18도이하이고 내기온도가 22도 이하이면 난방운전을, 외기온도가 18~26도이고 내기온도가 22~26도이면 송풍운전을, 외기온도가 26도이상이고 내기온도가 26도 이상이면 냉방운전을 하면서, 사용자가 설정한 운전모드의 설정온도로 전환하여 운전한다.
초기운전은 2분간 지속되고, 여기에서 초기운전을 2분간 지속하는 이유는 실내의 초기 온도를 계측하고 각종 공조 부품들의 초기운전을 완료하기 위함이다.(부품들을 가동시켜 정상 운전 조건까지 도달 시키기 위한 시간)
2분간 초기운전모드가 종료되면 도2와 같이 외기온도에 따른 운전조건에 따라 설정온도를 설정한다. 예를 들면, 외기온도가 15도 이하이면 26도 이상으로 설정하고, 외기온도가 28도 이상이면 20도 이하로 설정하고, 외기온도가 15도에서 28도 사이인 경우 26도에서 20도로 설정한다.
여기에서 온도를 설정하는 이유는 외기 온도 상황에 따라 실내의 온도 부하를 미리 예측하고 이를 보상하기 위함이다.
설정된 온도는 도3에서와 같이 실내온도에 따른 보정값을 더하여 설정온도를 재설정한다. 예를 들면, 실내온도가 15도 이하이면 +2도를 더하여 재설정하고, 실내온도가 28도 이상이면 -2도를 더하여 재설정하고, 실내온도가 15도에서 28도인 경우에는 +2도에서 -2도를 더하여 재설정한다.
여기에서 보정값을 한정하는 이유는 과도한 온도 설정으로 인하여 실내 공기 온도가 오버슈트 되는 것을 방지 하기 위함이다.
재설정된 온도는 각 운전모드별로 보상온도를 더하여 최종설정온도로 설정하는데, 이때의 보상온도는 쾌적은 0도, 시원은 -2도, 온화는 +2도, 아기는 +3.5도, 냉방쾌속은 -5도, 난방 쾌속은 +5도로 한다.
여기에서 보상온도를 설정하는 이유는 상기 재설정되는 온도는 쾌적온도에 맞춰 설정되는 온도이므로 운전 조건에 따른 설정온도를 보상하기 위함이다.
최종설정온도는 10분마다 계산하며 이때 계산된 값은 소수점 2자리에서 반올림한다.
각 운전모드에 대한 최종설정온도는 다음의 최대 최소값을 넘어 재설정 될 수 없다. 각 운전모드별 한계치는 쾌적모드는 20~26도, 시원모드는 18~25도, 온화모드는 22~30도, 아기모드는 20~28도, 쾌속냉방모드는 16~24도, 쾌속난방모드는 26~32도로 한정한다.
여기에서 한계치를 한정하는 이유는 설정된 온도가 과도하게 보정되어 운전 조건의 특성을 잃어버리지 않게 하기 위함이다.
설정된 운전이 진행되는 도중 사용자는 설정된 운전조건이 자신의 쾌적도에 맞지 않을 경우 상향 및 하향으로 설정온도를 조정할 수 있으며, 조정된 설정온도는 자동으로 저장하여 각 모드에서 재설정된 온도에 반영하여 설정값을 결정항고 이를 MCU에 저장하여 차후 운전시에 자동으로 저장된 조정온도를 기반으로 공조기의 설정값을 설정한다.
추가적으로 설정된 운전모드로 운전하다 설정된 온도에 도달하면 운전자에게 현재 상태에 대한 만족 여부를 콘솔을 통해 물어보며 이에 대한 사용자의 Feedback에 의해 설정되는 온도를 변화시키고 이를 저장하며 이 저장된 값을 각 모드의 기본 값으로 재설정한다.
차후 공조기 운전신호를 사용자가 입력하면 재설정된 온도를 기본으로 운전한다.

Claims (7)

  1. 사용자가 공조기에서 원하는 공기운전모드를 선택하는 단계;
    공조기는 상기 선택된 공기운전모드에 의해 실내온도, 외기온도를 계측하여 냉방, 난방, 송풍운전을 결정하고 초기운전을 시작하는 단계;
    상기 초기운전모드가 종료되면 외기온도에 의한 실내온도를 설정하는 단계;
    상기 설정된 실내온도를 현재 실내온도에 따른 보정값에 의해 재설정하는 단계;
    상기 재설정된 온도를 각 운전모드별로 정하여진 보상온도를 더하여 최종설정온도로 설정하여 운전하는 단계;
    로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차 공조기기의 냉난방 자동제어 방법
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자동차 공조기기의 냉난방 자동제어 방법은,
    상기 최종설정온도로 설정된 운전조건이 자신의 쾌적도에 맞지 않는 경우, 공조기의 온도조정버튼을 상향 및 하향으로 조작하여 설정온도를 조정하며, 상기 조정된 설정온도는 각 운전모드에서 재설정된 온도에 반영하여 자동으로 설정값을 결정하고 이를 MCU에 저장하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 자동차 공조기기의 냉난방 자동제어 방법
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공기운전모드는 쾌적, 시원, 온화, 아기, 쾌속모드로 이루어지되, 쾌적모드는 24도, 시원모드는 20도, 온화모드는 27도, 아기모드는 25도, 쾌속모드는 18도로 설정된 것을 특징으로 하는 자동차 공조기기의 냉난방 자동제어 방법
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 초기운전은 2분간 지속되는 것을 특징으로 하는 자동차 공조기기의 냉난방 자동제어 방법
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 실내온도에 따른 보정값은 실내온도가 15도 ~ 28도 사이에서 +2도 ~ -2도이고,
    상기 보상온도는 쾌적은 0도, 시원은 -2도, 온화는 +2도, 아기는 +3.5도, 쾌속은 -5도로 설정되고,
    상기 보상온도를 더하여 재설정된 온도는 운전모드에 대한 재설정온도의 한계치 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 자동차 공조기기의 냉난방 자동제어 방법
  6. 제5항에 있어서,
    상기 재설정온도의 한계치는 쾌적모드는 20~26도, 시원모드는 18~25도, 온화모드는 22~30도, 아기모드는 20~28도, 쾌속모드는 16~24도인 것을 특징으로 하는 자동차 공조기기의 냉난방 자동제어 방법
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 최종설정온도는 10분마다 계산되는 것을 특징으로 하는 자동차 공조기기의 냉난방 자동제어 방법
PCT/KR2018/014412 2018-11-14 2018-11-22 자동차 공조기기의 냉난방 자동제어 방법 WO2020101092A1 (ko)

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