KR101659885B1 - 차량용 공조장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치 및 그 제어방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 PTC소자의 부온도계수 구간에서 정온도계수 구간으로 바뀌는 시점의 온도를 기준온도로 설정하고, 상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 낮은 경우에는, 차실내 설정온도에 대응하는 듀티비의 증가폭을 감소하도록 보정한 제1보정 듀티비를 생성한 후, 제1보정 듀티비를 상기 PTC 히터에 출력하도록 제어하고, 상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 높은 경우에는, 차실내 설정온도에 대응하는 듀티비의 증가폭을 증가하도록 보정한 제2보정 듀티비를 생성한 후, 제2보정 듀티비를 상기 PTC 히터에 출력하도록 제어함으로써, 듀티비와 PTC소자 출력온도간에 선형제어가 가능하여 온도조절 및 제어가 간편하고, 이로인해 개발기간 및 비용을 단축할 수 있는 차량용 공조장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

Description

차량용 공조장치 및 그 제어방법{Air conditioner for vehicle and its control method}

본 발명은 차량용 공조장치 및 그 제어방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 PWM신호의 듀티비로 PTC 히터에 공급되는 전압을 제어하는 차량용 공조장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

차량용 공조장치는 차량 외부의 공기를 차량 실내로 도입하거나, 차량 실내의 공기를 순환시키는 과정에서 가열 또는 냉각시킴으로써 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 장치로써, 공조케이스의 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와, 가열작용을 위한 히터코어 및 상기 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 송풍모드 전환용 도어를 사용하여 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍하도록 이루어져 있다.

상기 차량용 공조장치의 일예로 도 1에 도시된 바와 같이, 입구측에 공기유입구(11)가 형성되고 출구측에는 복수의 공기토출구(12)가 형성된 공조케이스(10)와, 상기 공조케이스(10)의 내부에 설치되는 증발기(1) 및 히터코어(2)와, 상기 증발기(1)와 히터코어(2)의 사이에 설치되어 온도를 조절하는 템프도어(20)와, 상기 공기토출구(12)에 설치되어 공조모드에 따라 공기토출구(12)의 개도를 조절하는 모드도어(30)를 포함하여 이루어진다.

이러한 공조장치는 엔진에 의해 가열된 냉각수가 상기 히터코어(2)를 순환하게 하여 난방을 실시하게 된다. 그러나, 시동 초기에는 냉각수의 온도가 낮기 때문에 냉각수를 이용한 난방을 할 수가 없다. 이에 따라 시동 초기의 난방을 위한 보조 난방장치로 배터리의 전기적 에너지를 이용하여 난방을 할 수 있도록 하는 PTC 히터(5)가 사용되고 있다.

아울러, 최근 개발되는 전기자동차용 공조장치에도 PTC 히터(50)가 설치되고 있는데, 전기자동차용 공조장치에는 엔진의 연소열을 이용하는 히터코어(2)는 설치할 수 없기 때문에, 상기 PTC 히터(5)가 메인 난방장치 역할을 하게 된다.

도 2는 PTC 히터를 나타낸 도면으로서, 상기 PTC 히터(5)는, PTC소자 및 +터미널이 내장된 히팅튜브(6)와, PTC소자 및 -터미널이 내장된 히팅튜브(6)를 상호 일정간격 이격하여 복수개 배치하고, 상기 각 히팅튜브(6)의 사이에는 방열핀(7)을 개재하여 구성된다.

상기 PTC 히터(5)의 일측 내부에는 상기 각 히팅튜브(6)의 +터미널 및 -터미널에 전압을 공급하도록 전압공급소자(미도시)가 구비된 PCB기판(미도시)에 설치되어 있다.

이때, 공조장치의 제어부(50)는 차실내 설정온도에 대응하는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티비(duty ratio)를 상기 PTC 히터(5)에 출력하여 PTC 히터(5)에 공급되는 전압을 가변 제어하게 된다.

즉, 상기 제어부(50)로부터 출력되는 PWM신호의 듀티비에 의해 상기 PTC 히터(5)의 전압공급소자는 각 히팅튜브(6)의 터미널로 공급되는 전압을 가변하게 되고, 이때 터미널에 부착된 PTC소자의 출력온도(발열량)가 가변하게 되면서 상기 방열핀(7)을 통과하는 공기를 가열하게 된다.

상기한 PTC소자는 온도에 따라 저항값이 달라지는 특성이 있다.

도 3은, PTC소자의 저항-온도 그래프로서, 보는 바와 같이, PTC소자의 온도가 증가할수록 PTC소자의 저항은 감소하다가(부온도계수 구간(a)) 임의온도에서 부터는 저항이 증가하는(정온도계수 구간(b)) 특성이 있다. 이때, PTC소자의 온도가 계속 증가하여 정온도계수 구간(b)을 벗어나면 PTC소자의 저항은 무한대가 되어 전류가 흐르지 않게 된다.

도 4는, PTC소자에 전압 인가시, 듀티비별 PTC소자의 출력온도를 나타낸 그래프로서, 보는 바와 같이, 듀티비 증가시, 부온도계수 구간(a)에서는 PTC소자의 저항이 감소함으로 인해 발열량 즉, PTC소자의 출력온도 증가폭이 커지게 되고, 정온도계수 구간(b)에서는 PTC소자의 저항이 증가함으로 인해 발열량 즉, PTC소자의 출력온도 증가폭이 작아지게 됨을 알 수 있다.

이와 같이, PTC소자는 부온도계수 구간(a)과 정온도계수 구간(b)에서 저항값이 급격하게 달라지는 특성으로 인해 도 4와 같이 듀티비에 따른 PTC소자의 출력온도의 선형제어를 할 수 없는 문제가 있다.

즉, 차실내 설정온도에 대응하는 듀티비의 증가폭과 PTC소자 출력온도의 증가폭간에 선형성이 확보되지 않으면 온도를 맞추는데 시간이 많이 소요되기 때문에 그만큼 개발기간 및 비용도 증가하는 문제가 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 PTC소자의 부온도계수 구간에서 정온도계수 구간으로 바뀌는 시점의 온도를 기준온도로 설정하고, 상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 낮은 경우에는, 차실내 설정온도에 대응하는 듀티비의 증가폭을 감소하도록 보정한 제1보정 듀티비를 생성한 후, 제1보정 듀티비를 상기 PTC 히터에 출력하도록 제어하고, 상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 높은 경우에는, 차실내 설정온도에 대응하는 듀티비의 증가폭을 증가하도록 보정한 제2보정 듀티비를 생성한 후, 제2보정 듀티비를 상기 PTC 히터에 출력하도록 제어함으로써, 듀티비와 PTC소자 출력온도간에 선형제어가 가능하여 온도조절 및 제어가 간편하고, 이로인해 개발기간 및 비용을 단축할 수 있는 차량용 공조장치 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공조케이스의 내부에 설치되어 공기를 가열하도록 PTC소자를 구비한 PTC 히터와, 차실내 설정온도에 대응하는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티비(duty ratio)를 상기 PTC 히터에 출력하여 PTC 히터에 공급되는 전압을 가변 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서, 상기 제어부는, PTC소자의 부온도계수 구간에서 정온도계수 구간으로 바뀌는 시점의 온도를 기준온도로 설정하고, 상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 낮은 경우에는, 차실내 설정온도에 대응하는 듀티비의 증가폭을 감소하도록 보정한 제1보정 듀티비를 생성한 후, 제1보정 듀티비를 상기 PTC 히터에 출력하도록 제어하고, 상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 높은 경우에는, 차실내 설정온도에 대응하는 듀티비의 증가폭을 증가하도록 보정한 제2보정 듀티비를 생성한 후, 제2보정 듀티비를 상기 PTC 히터에 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 공조케이스의 내부에 설치되어 공기를 가열하도록 PTC소자를 구비한 PTC 히터와, 차실내 설정온도에 대응하는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티비(duty ratio)를 상기 PTC 히터에 출력하여 PTC 히터에 공급되는 전압을 가변 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치의 제어방법에 있어서, 상기 PTC소자의 온도를 측정하는 제1단계와, 상기 PTC소자의 부온도계수 구간에서 정온도계수 구간으로 바뀌는 시점의 온도를 기준온도로 설정하고, 상기 기준온도와 PTC소자의 측정온도를 비교하는 제2단계와, 상기 제2단계의 판단결과, 상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 낮으면, 제어로직1을 수행하여 듀티비를 보정한 제1보정 듀티비를 생성한 후, 제1보정 듀티비를 상기 PTC 히터에 출력하도록 제어하는 제3단계와, 상기 제2단계의 판단결과, 상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 높으면, 제어로직2를 수행하여 듀티비를 보정한 제2보정 듀티비를 생성한 후, 제2보정 듀티비를 상기 PTC 히터에 출력하도록 제어하는 제4단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은, PTC소자의 부온도계수 구간에서 정온도계수 구간으로 바뀌는 시점의 온도를 기준온도로 설정하고, 상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 낮은 경우에는, 차실내 설정온도에 대응하는 듀티비의 증가폭을 감소하도록 보정한 제1보정 듀티비를 생성한 후, 제1보정 듀티비를 상기 PTC 히터에 출력하도록 제어하고, 상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 높은 경우에는, 차실내 설정온도에 대응하는 듀티비의 증가폭을 증가하도록 보정한 제2보정 듀티비를 생성한 후, 제2보정 듀티비를 상기 PTC 히터에 출력하도록 제어함으로써, 제어부에 최초 입력되어 있는 듀티비와 PTC소자의 출력온도간에 선형제어가 가능하다.

또한, 듀티비와 PTC소자의 출력온도간에 선형성이 확보되면, 온도조절 및 제어가 간편하기 때문에 공조장치의 개발기간 및 비용이 단축된다.

도 1은 일반적인 공조장치를 나타내는 단면도,
도 2는 일반적인 PTC 히터를 나타내는 정면도,
도 3은 PTC소자의 저항-온도 그래프,
도 4는 PTC소자에 전압 인가시, 듀티비별 PTC소자의 출력온도를 나타낸 그래프,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 개략도,
도 6은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 PTC 히터를 나타내는 사시도,
도 7의 A는 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 낮은 부온도계수 구간에서, 제어로직1에 의해 듀티비가 보정된 경우를 나타낸 그래프,
도 7의 B는 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 높은 정온도계수 구간에서, 제어로직2에 의해 듀티비가 보정된 경우를 나타낸 그래프,
도 8은 제어부에 의해 듀티비가 보정되어 출력된 경우의 듀티비별 PTC소자의 출력온도를 나타낸 그래프,
도 9는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 제어방법을 나타내는 순서도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 아울러 필요시에는 종래도면을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 차량용 공조장치(100)는 전기자동차 뿐만아니라 연소식 엔진을 사용하는 일반 차량에 모두 적용가능하며, 이하 전기자동차에 적용되는 경우를 일예로 설명하기로 한다.

먼저, 전기자동차에서는, 난방은 PTC 히터(120)를 활용하고, 냉방은 전동압축기(미도시)를 이용한 에어컨사이클(전동압축기-응축기-팽창밸브-증발기(101))을 활용하여 구성하게 되므로 전기적으로 제어가 이루어지게 된다.

상기 공조장치(100)는, 일측에 입구(111)가 형성되고 타측에는 복수개의 공기토출구가 형성된 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110)의 내부 공기통로상에 일정간격을 두고 설치되는 증발기(101) 및 PTC 히터(120)와, 상기 복수개의 공기토출구에 설치되어 공조모드에 따라 공기토출구를 개폐하는 모드도어(115)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 증발기(101)는 공조케이스(110)의 입구(111)측에 인접하여 설치되고, 상기 PTC 히터(120)는 공조케이스(110)내의 공기유동방향으로 증발기(101) 하류측에 설치된다.

상기 공조케이스(110)의 공기토출구는, 차량의 앞유리쪽으로 공기를 토출시키기 위한 디프로스트 벤트(112)와, 탑승자의 얼굴쪽으로 공기를 토출시키기 위한 페이스 벤트(113)와, 탑승자의 발쪽으로 공기를 토출시키기 위한 플로어 벤트(114)로 구성되고, 상기 각 벤트는 모드도어(115)에 의해 개도가 조절된다.

또한, 상기 공조케이스(110)의 입구(111)측에는 내부에 송풍팬(131)을 구비한 송풍장치(130)가 설치되어 공조케이스(110)의 입구(111)측으로 내기 또는 외기를 송풍하게 된다.

그리고, 상기 PTC 히터(120)는 고전압 PTC히터로서, 간략히 설명하면, PTC소자(미도시) 및 +터미널(미도시)이 내장된 히팅튜브(121)와, PTC소자(미도시) 및 -터미널(미도시)이 내장된 히팅튜브(121)를 상호 일정간격 이격하여 복수개 배치하고, 상기 각 히팅튜브(121)의 사이에는 방열핀(122)을 개재하여 구성된다.

상기 PTC 히터(120)의 일측 내부에는 상기 각 히팅튜브(121)의 +터미널 및 -터미널에 전압을 공급하도록 전압공급소자(124)가 구비된 PCB기판(123)에 설치되어 있다.

그리고, 차실내 설정온도에 대응하는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티비(duty ratio)를 상기 PTC 히터(120)에 출력하여 PTC 히터(120)에 공급되는 전압을 가변 제어하도록 제어부(140)가 구비된다.

이때, 차실내 설정온도는 탑승자의 조작에 의해 조절되거나 또는 탑승자에게 쾌적한 환경을 제공하도록 상기 제어부(140)에 의해 자동으로 조절될 수도 있다.

따라서, 상기 제어부(140)는 차실내 설정온도에 대응하는 PWM신호의 듀티비를 상기 PTC 히터(120)에 출력하게 되고, 상기 PWM신호의 듀티비에 의해 상기 PTC 히터(120)의 전압공급소자(124)는 각 히팅튜브(121)의 터미널로 공급되는 전압을 가변하게 되며, 이때 터미널에 부착된 PTC소자의 출력온도(발열량)가 가변하게 되면서 상기 방열핀(122)을 통과하는 공기를 가열하게 된다.

한편, 상기 제어부(140)에는 차실내 설정온도에 대응하는 PWM신호의 듀티비 데이터가 테이블 형태로 입력되어 있으며, 차실내 설정온도와 PWM신호의 듀티비간에는 선형성을 갖도록 하여 개발기간 및 비용을 단축하게 된다.

그러나, 상기와 같이 차실내 설정온도와 선형성을 갖도록 제어부(140)에 입력된 PWM신호의 듀티비를 상기 PTC 히터(120)에 그대로 출력하게 되면, 도 4와 같이 PTC소자의 특성으로 인해 듀티비와 PTC소자 출력온도간에는 선형성이 구현되지 않는다.

따라서, 본 발명에 따른 제어부(140)는, 상기 PTC소자의 부온도계수 구간(a)에서 정온도계수 구간(b)으로 바뀌는 시점의 온도를 기준온도로 설정하고,

상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 낮은 경우에는, 즉, 상기 PTC소자의 측정온도가 부온도계수 구간(a)내에 있는 경우에는, 차실내 설정온도에 대응하는 듀티비의 증가폭을 감소하도록 보정한 제1보정 듀티비를 생성한 후, 제1보정 듀티비를 상기 PTC 히터(120)에 출력하도록 제어하고,

상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 높은 경우에는, 즉, 상기 PTC소자의 측정온도가 정온도계수 구간(b)내에 있는 경우에는, 차실내 설정온도에 대응하는 듀티비의 증가폭을 증가하도록 보정한 제2보정 듀티비를 생성한 후, 제2보정 듀티비를 상기 PTC 히터(120)에 출력하도록 제어하게 된다.

여기서, 듀티비 보정은 차실내 설정온도에 대응하여 제어부(140)에 미리 입력되어 있는 듀티비를 보정하는 것이다.

도 4에서 보면, 듀티비의 증가폭이 동일하더라도 부온도계수 구간(a)에서는 PTC소자의 저항이 감소함으로 인해 PTC소자의 출력온도 증가폭이 커지게 되고, 정온도계수 구간(b)에서는 PTC소자의 저항이 증가함으로 인해 PTC소자의 출력온도 증가폭이 작아지게 된다.

이러한 PTC소자의 특성을 고려하여, 상기 제어부(140)는 상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 낮은 부온도계수 구간(a)에서는 듀티비의 증가폭을 감소시킨 제1보정 듀티비를 PTC 히터(120)에 출력하고, 상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 높은 정온도계수 구간(b)에서는 듀티비의 증가폭을 증가시킨 제2보정 듀티비를 PTC 히터(120)의 출력하도록 제어함으로써, 도 8과 같이, 제어부(140)에 최초 입력되어 있는 듀티비와 PTC소자의 출력온도간에 선형제어가 가능하게 된다.

이처럼, 차실내 설정온도와 대응하여 제어부(140)에 입력되어 있는 듀티비와 PTC소자의 출력온도간에 선형성이 확보되면, 온도조절 및 제어가 간편함은 물론 공조장치(100)의 개발기간 및 비용을 단축할 수 있다.

즉, 각 차종에 설치되는 공조장치의 냉,난방 용량이 다르게 되면, 각 구성부품들의 용량 뿐만 아니라 PTC 히터(120)의 PTC소자 용량도 다르게 설계되기 때문에, 듀티비와 PTC소자 출력온도간에 선형성이 확보되지 않으면 온도를 맞추는데 시간이 많이 소요되고 그만큼 개발기간 및 비용도 많이 소요되게 되지만, 본 발명에서와 같이 제어부(140)에 입력된 듀티비를 PTC소자의 특성을 반영한 제어로직을 통해 보정 출력하여 듀티비와 PTC소자 출력온도간에 선형성을 확보하게 되면, 온도제어가 쉽기 때문에 공조장치(10)의 개발기간 및 비용을 단축할 수 있게 되는 것이다.

도 7의 A는 상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 낮은 부온도계수 구간(a)에서, 제어로직1에 의해 듀티비가 보정된 경우를 나타낸 그래프로서, 보는 바와 같이, 보정전 듀티비(차실내 설정온도에 대응하여 제어부(140)에 기입력된 듀티비)의 증가폭 대비 보정후 듀티비(제1보정 듀티비)의 증가폭이 감소하게 된다.

이때, 상기 보정후 듀티비인 제1보정 듀티비는, 상기 부온도계수 구간(a)에서 PTC소자의 저항이 감소하는 비율에 비례하여 듀티비의 증가폭이 감소되도록 보정되는 것이 바람직하다.

도 7의 B는 상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 높은 정온도계수 구간(b)에서, 제어로직2에 의해 듀티비가 보정된 경우를 나타낸 그래프로서, 보는 바와 같이, 보정전 듀티비(차실내 설정온도에 대응하여 제어부(140)에 기입력된 듀티비)의 증가폭 대비 보정후 듀티비(제2보정 듀티비)의 증가폭이 증가하게 된다.

이때, 상기 보정후 듀티비인 제2보정 듀티비는, 상기 정온도계수 구간(b)에서 PTC소자의 저항이 증가하는 비율에 비례하여 듀티비의 증가폭이 증가되도록 보정되는 것이 바람직하다.

도 8은 제어부(140)에 의해 듀티비가 보정되어 출력된 경우의 듀티비별 PTC소자의 출력온도를 나타낸 그래프로서, 즉, 상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 낮은 부온도계수 구간(a)에서는 듀티비(보정전 듀티비)의 증가폭을 감소시킨 제1보정 듀티비를 PTC 히터(120)에 출력하고, 상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 높은 정온도계수 구간(b)에서는 듀티비(보정전 듀티비)의 증가폭을 증가시킨 제2보정 듀티비를 PTC 히터(120)의 출력함으로써, 상기 제어부(140)에 기입력된 듀티비(보정전 듀티비)와 PTC소자의 출력온도간에 선형성이 확보되게 된다.

이하, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 제어방법을 설명하기로 한다.

먼저, 상기 PTC 히터(120)의 PTC소자 온도를 측정하는 제1단계(S1)를 진행한다.

즉, 상기 PTC 히터(120)가 가동된 후, PTC소자의 실제 온도를 센서를 통해 측정하게 되며, 센서를 통해 측정된 PTC소자 측정온도는 상기 제어부(140)에 전달된다.

상기 제1단계(S1)를 진행한 후, 상기 PTC소자 측정온도를 전달받은 제어부(140)는 상기 PTC소자의 부온도계수 구간(a)에서 정온도계수 구간(b)으로 바뀌는 시점의 온도를 기준온도로 설정하고, 상기 기준온도와 PTC소자의 측정온도를 비교하는 제2단계(S2)를 진행한다.

계속해서, 상기 제2단계(S2)의 판단결과, 상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 낮으면, 제어로직1을 수행하여 듀티비를 보정한 제1보정 듀티비를 생성한 후, 제1보정 듀티비를 상기 PTC 히터(120)에 출력하도록 제어하는 제3단계(S3)를 진행하고,

상기 제2단계(S2)의 판단결과, 상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 높으면, 제어로직2를 수행하여 듀티비를 보정한 제2보정 듀티비를 생성한 후, 제2보정 듀티비를 상기 PTC 히터(120)에 출력하도록 제어하는 제4단계(S4)를 진행한다.

여기서, 상기 제3단계(S3)의 제어로직1은, 도 7의 A와 같이, 차실내 설정온도에 대응하는 듀티비의 증가폭을 감소하도록 보정하게 된다.

도 7의 A를 보면, 보정전 듀티비(차실내 설정온도에 대응하여 제어부(140)에 기입력된 듀티비)의 증가폭 대비 보정후 듀티비(제1보정 듀티비)의 증가폭이 감소하는 것을 알 수 있다. 이때, 상기 보정후 듀티비인 제1보정 듀티비는, 상기 부온도계수 구간(a)에서 PTC소자의 저항이 감소하는 비율에 비례하여 듀티비의 증가폭이 감소되도록 보정되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제4단계(S4)의 제어로직2는, 도 7의 B와 같이, 차실내 설정온도에 대응하는 듀티비의 증가폭을 증가하도록 보정하게 된다.

도 7의 B를 보면, 보정전 듀티비(차실내 설정온도에 대응하여 제어부(140)에 기입력된 듀티비)의 증가폭 대비 보정후 듀티비(제2보정 듀티비)의 증가폭이 증가하는 것을 알 수 있다. 이때, 상기 보정후 듀티비인 제2보정 듀티비는, 상기 정온도계수 구간(b)에서 PTC소자의 저항이 증가하는 비율에 비례하여 듀티비의 증가폭이 증가되도록 보정되는 것이 바람직하다.

상기와 같이, 제3단계(S3) 또는 제4단계(S4)를 통해 보정된 제1보정 듀티비 또는 제2보정 듀티비가 상기 PTC 히터(120)에 출력되면, 도 8과 같이, 상기 제어부(140)에 기입력된 듀티비(보정전 듀티비)와 PTC소자의 출력온도간에 선형성이 확보된다.

계속해서, 상기 제3단계(S3) 또는 제4단계(S4)를 수행한 후, 차실내 온도가 목표온도(설정온도)에 도달했는지를 판단하는 제5단계(S5)를 진행한다.

즉, 상기 제어부(140)는 차실내의 온도를 측정하는 센서로부터 차실내 온도를 전달받아 차실내 온도가 목표온도(설정온도)에 도달했는지를 파단하게 되는 것이다.

상기 제5단계(S5)의 판단 결과, 목표온도에 도달 했으면 종료하고, 목표온도에 도달하지 않았으면 상기 제1단계(S1)로 리턴하는 단계를 수행한다.

100: 공조장치 101: 증발기
110: 공조케이스 111: 입구
112, 디프로스트벤트 113: 페이스벤트
114: 플로어벤트 115: 모드도어
120: PTC 히터 130: 송풍장치
140: 제어부

Claims (9)

1. 공조케이스(110)의 내부에 설치되어 공기를 가열하도록 PTC소자를 구비한 PTC 히터(120)와, 차실내 설정온도에 대응하는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티비(duty ratio)를 상기 PTC 히터(120)에 출력하여 PTC 히터(120)에 공급되는 전압을 가변 제어하는 제어부(140)를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서,
   상기 제어부(140)는,
   PTC소자의 부온도계수 구간(a)에서 정온도계수 구간(b)으로 바뀌는 시점의 온도를 기준온도로 설정하고,
   상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 낮은 경우에는, 차실내 설정온도에 대응하는 듀티비의 증가폭을 감소하도록 보정한 제1보정 듀티비를 생성한 후, 제1보정 듀티비를 상기 PTC 히터(120)에 출력하도록 제어하고,
   상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 높은 경우에는, 차실내 설정온도에 대응하는 듀티비의 증가폭을 증가하도록 보정한 제2보정 듀티비를 생성한 후, 제2보정 듀티비를 상기 PTC 히터(120)에 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1보정 듀티비는, 상기 부온도계수 구간(a)에서 PTC소자의 저항이 감소하는 비율에 비례하여 듀티비의 증가폭을 감소하도록 보정한 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2보정 듀티비는, 상기 정온도계수 구간(b)에서 PTC소자의 저항이 증가하는 비율에 비례하여 듀티비의 증가폭을 증가하도록 보정한 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
4. 공조케이스(110)의 내부에 설치되어 공기를 가열하도록 PTC소자를 구비한 PTC 히터(120)와, 차실내 설정온도에 대응하는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티비(duty ratio)를 상기 PTC 히터(120)에 출력하여 PTC 히터(120)에 공급되는 전압을 가변 제어하는 제어부(140)를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치의 제어방법에 있어서,
   상기 PTC소자의 온도를 측정하는 제1단계(S1)와,
   상기 PTC소자의 부온도계수 구간(a)에서 정온도계수 구간(b)으로 바뀌는 시점의 온도를 기준온도로 설정하고, 상기 기준온도와 PTC소자의 측정온도를 비교하는 제2단계(S2)와,
   상기 제2단계(S2)의 판단결과, 상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 낮으면, 제어로직1을 수행하여 듀티비를 보정한 제1보정 듀티비를 생성한 후, 제1보정 듀티비를 상기 PTC 히터(120)에 출력하도록 제어하는 제3단계(S3)와,
   상기 제2단계(S2)의 판단결과, 상기 기준온도 보다 PTC소자의 측정 온도가 높으면, 제어로직2를 수행하여 듀티비를 보정한 제2보정 듀티비를 생성한 후, 제2보정 듀티비를 상기 PTC 히터(120)에 출력하도록 제어하는 제4단계(S4)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 제어방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제3단계(S3)의 제어로직1은,
   차실내 설정온도에 대응하는 듀티비의 증가폭을 감소하도록 보정하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 제어방법.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 제4단계(S4)의 제어로직2는,
   차실내 설정온도에 대응하는 듀티비의 증가폭을 증가하도록 보정하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 제어방법.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 제3단계(S3)의 제어로직1은,
   상기 부온도계수 구간(a)에서 PTC소자의 저항이 감소하는 비율에 비례하여 듀티비의 증가폭을 감소하도록 보정하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 제어방법.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 제4단계(S4)의 제어로직2는,
   상기 정온도계수 구간(b)에서 PTC소자의 저항이 증가하는 비율에 비례하여 듀티비의 증가폭을 증가하도록 보정하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 제어방법.
9. 제 4 항에 있어서,
   상기 제3단계(S3) 또는 제4단계(S4)를 수행한 후, 차실내 온도가 목표온도(설정온도)에 도달했는지를 판단하는 제5단계(S5)를 진행하고,
   상기 제5단계(S5)의 판단 결과, 목표온도에 도달 했으면 종료하고, 목표온도에 도달하지 않았으면 상기 제1단계(S1)로 리턴하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 제어방법.

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