KR20100009195A - 자동차용 공조 시스템의 모터 액츄에이터 제어 방법 및 그장치 - Google Patents

Abstract

본 문서에서는 차량 공조 시스템에 입력되는 전원이 검출되면, 그 전원이 최초로 입력되는 전원인지의 여부를 판단하여, 판단 결과 전원이 최초로 입력되는 전원이면, 모터 액츄에이터에 의해서 구동되는 도어 개폐시 발생하는 전체 펄스량을 측정하여 모터 액츄에이터의 제어를 위한 기준값으로 설정하고, 설정된 기준값을 기준으로 도어 개폐시 위치별 제어 목표값을 설정한 후, 그에 따라 도어를 원하는 위치로 이동시키도록 모터 액츄에이터를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 공조 시스템 모터 액츄에이터를 제어하는 방법이 개시된다.

자동차, 공조 시스템, HVAC, 모터 액츄에이터

Description

자동차용 공조 시스템의 모터 액츄에이터 제어 방법 및 그 장치{ACTUATOR CONTROL METHOD OF AN AIR CONDITIONING SYSTEM FOR CAR AND APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은 자동차용 공조기의 모터 액츄에이터 제어 방법에 관한 것으로 특히, 차량용 공조기(HVAC: Heater Ventilated Air Conditioning) 문의 위치를 제어하는 모터 액츄에이터의 제어 기술로 모터의 회전위치를 감지하는 피드백 제어 장치 없이 모터의 회전수를 감지하여 위치를 제어하기 위한 자동차용 공조기의 모터 액츄에이터 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 공조장치(기)는 덕트 상에 구비되는 히터, 에어컨, 블로워, 댐퍼기구(이하, 도어(Door)라 한다.)를 이용하여 실내의 온도를 적정한 범위로 유지한다. 도어는 풍향을 결정하기 위한 도어 온도를 제어하기 위한 도어 등이 사용된다. 이와 같은 도어는 정확한 위치 제어를 위한 모터 엑츄에이터(Motor Actuator)가 사용된다.

현재, 모터 액츄에이터는 자동차의 공조기(HVAC; Heating Ventilation Air Conditioning) 내부에 배치되어 각종 공기의 흐름을 제어하는 도어의 개폐 구동에 사용된다. 그리고, 모터 액츄에이터는 자동차용 공조기의 풍향을 결정하기 위한 토출방향도어(Vent Door), 온도 조절용 도어(Air Mix Door), 내외기조절용 도어(Intake Door) 등의 위치를 제어한다.

이러한, 모터 액츄에이터는 자동차의 공조기 도어의 구동장치로 사용되고, 모터 액츄에이터 내부에 감속기어와 레버 그리고 레버의 위치를 감지하기 위한 피드백 신호 발생수단으로 구성되어 있다. 피드백 신호 발생수단은 레버가 부착되는 기어의 이동 궤적에 카본을 구성하거나, 포텐셜 메터를 장착하여 레버의 이동상태를 감지하도록 되어 있다. 이러한 피드백 신호 발생 수단은 전압가변 방식 또는 신호발생 방식이 주로 사용된다.

전압가변 방식은 모터 액츄에이터의 감속기어에 기구적으로 연결된 브러쉬에 연동되는 저항값(PBR: Potentiometer Balance Resister)에 의한 위치 데이터를 발생하는 포텐셔 메터(Potentiometer)를 이용한 방식이다. 그리고, 신호발생 방식은 모터의 회전축을 중심으로 포토다이오드와 포토트랜지스터를 이용한 방식이다.

이처럼 종래의 자동차의 공조기는 모터 액츄에이터를 제어하기 위하여 별도의 피드백 신호 발생 수단이 사용되고 그에 따른 신호선이 추가로 필요하게 된다. 그래서, 자동차 공조기의 모터 액츄에이터의 내부가 복잡해지고 공조기의 제작 단가가 상승하며 전체 무게도 증가하게 되다. 또 모터 액츄에이터의 사양도 다수가 발생되어 조절범위에 따라 기구적으로 별도의 설계를 요하게 되므로 서로 공용화할 수 없는 단점이 있었다.

상술한 배경기술에 있어서, 본 문서는 모터 액츄에이터의 내부 브러시 모터의 회전자와 브러시간에 기계적인 접촉에 의해 발생된 전류변화를 감지하는 소자의 정밀성을 확보하기 위하여, 초기위치를 획득하는 방법과 외부적인 요인에 의해 발생되는 오작동 에러 펄스에 의한 공조기 도어의 위치를 보정하는 프로그램 구성의 알고리즘을 제공함을 해결 과제로 한다.

또한, 본 문서는 차량용 공조기의 도어의 위치를 제어하는 모터 액츄에이터의 제어 기술로 모터의 회전위치를 감지하는 피드백 신호 발생 수단 없이 모터의 회전수를 감지하여 위치를 제어하기 위한 자동차용 공조기의 액츄에이터 제어 및 보정 방법을 제공함을 해결 과제로 한다.

본 문서에서 개시되는 과제 해결의 일 수단으로써, 차량용 공조기의 모터 액츄에이터를 제어하는 방법은, 공조기에 입력되는 전원을 검출하는 제1단계, 상기 제1단계의 전원이 검출되면, 그 전원이 최초로 입력되는 전원인지의 여부를 판단하는 제2단계, 상기 제2단계의 판단 결과 전원이 최초로 입력되는 전원이면, 모터 액츄에이터에 의해서 구동되는 도어 개폐시 발생하는 전체 펄스량을 측정하여 모터 액츄에이터의 제어를 위한 기준값으로 설정하는 제3단계 및 상기 제3단계에서 설정된 기준값을 기준으로 도어 개폐시 위치별 제어 목표값을 설정한 후, 그에 따라 도어를 원하는 위치로 이동시키도록 모터 액츄에이터를 제어하는 제 4단계를 포함한 다.

상기 제4단계에서 도어 개폐시마다 제어횟수를 카운팅하는 제5단계, 상기 제5단계의 카운팅된 제어횟수가 설정값 이상이 되는지 여부를 판단하는 제6단계 및 상기 제6단계의 판단결과 제어횟수가 설정값 이상이 되면, 도어를 최저위치로 이동시킨 후 도어 제어를 위한 기준값을 보정하는 제7단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제3단계는, 상기 제2단계의 판단 결과 전원이 최초로 입력되는 전원이면, 모터 액츄에이터에 의해서 구동되는 도어를 개폐시켜 회동반경을 따라 1사이클 왕복시키고, 그에 의해 모터 액츄에이터로부터 발생하는 전체 펄스량을 측정할 수 있다.

상기 제4단계는, 상기 제1단계의 입력 전압에 따라 설정된 최소 및 최대의 펄스량과 전체 펄스량 간의 비를 근거로 제어 목표값을 설정할 수 있다.

상기 제5단계는, 상기 제4단계에서 도어가 개폐되어 회동반경을 따라 1회 왕복시마다 제어횟수를 카운팅할 수 있다.

상기 제7단계는, 상기 제6단계의 판단결과 제어횟수가 설정된 기준값 이상이 되면, 도어를 회동반경을 따라 최저위치로 이동시켜서 제어 목표값을 초기화한 후, 도어를 원래 위치로 이송시켜서 기준값을 보정할 수 있다.

본 문서에서 개시되는 과제 해결의 다른 수단으로써, 자동차용 공조기 모터 액츄에이터 제어장치는 도어를 개폐시키는 모터 액츄에이터를 제어하기 위한 마이크로 콘트롤러를 포함하는 자동차용 공조기의 모터 액츄에이터 제어장치에 있어서, 마이크로 콘트롤러는, 공조기에 입력되는 전원을 검출하여 최초 입력 전원인지 여 부를 판단하는 전원검출부 및 상기 전원검출부의 판단 결과 전원이 최초로 입력되는 전원이면, 모터 액츄에이터에 의해서 구동되는 도어 개폐시 발생하는 전체 펄스량을 측정하여 모터 액츄에이터의 제어를 위한 기준값으로 설정하고, 기준값을 근거로 도어 개폐시 위치별 제어 목표값을 설정한 후, 그에 따라 도어를 원하는 위치로 이동시키도록 모터 액츄에이터를 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 마이크로 콘트롤러는 상기 도어 개폐시마다 제어횟수를 카운팅하는 카운터부를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 제어부는, 상기 카운터부에서 카운팅된 제어횟수가 설정값 이상이 되는지 여부를 판단하고, 그 판단결과 제어횟수가 설정값 이상이 되면, 도어를 최저위치로 이동시킨 후 도어 제어를 위한 기준값을 보정할 수 있다.

상기 제어부는, 전압검출부의 입력 전압에 따라 설정된 최소 및 최대의 펄스량과 전체 펄스량 간의 비를 근거로 제어 목표값을 설정할 수 있다.

본 발명에 따르면, 모터 액츄에이터의 내부 브러시 모터의 회전자와 브러시간에 기계적인 접촉에 의해 발생된 전류변화를 감지하는 소자의 정밀성을 확보하기 위하여, 초기위치를 획득하는 방법 및 외부적인 요인에 의해 발생되는 오작동 에러 펄스에 의한 공조기 도어의 위치를 보정할 수 있다.

또한, 이로써 모터 액츄에이터를 효율적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니랄 각 도어에 따라 능동적으로 모터 액츄에이터를 제어할 수 있기 때문에 모터 액츄에이터를 공용화할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 차량용 공조기의 도어의 위치를 제어하는 모터 액츄에이터의 제어 기술로 모터의 회전위치를 감지하는 피드백 신호 발생 수단 없이 모터의 회전수를 감지하여 위치를 제어할 수 있다.

따라서, 자동차 공조기의 모터 액츄에이터의 내부 설계가 용이해지고 공조기의 제작 단가를 낮출 수 있는 탁월한 효과가 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따란 차량용 공조기의 모터 액츄에이터 제어 장치를 상세히 기술하기로 한다.

도 1은 차량용 공조기의 도어의 동작 상태를 도시한 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 공조기의 모터 액츄에이터(50) 제어 장치를 도시한 블록도이고. 도 3은 본 발명의 포지션 이니셜 과정을 도시한 예시도이고, 도 4는 본 발명의 이니셜 보정을 도시한 예시도이며, 도 5는 본 발명의 제어 목표값을 도시한 예시도이다.

일반적으로 차량용 공조기의 모터 액츄에이터(50)는 하나 이상의 도어(1)를 개폐시켜 외기를 원하는 방향으로 송풍되도록 할 수 있다. 도 1을 참조하면, 차량용 공조기에 설치되는 도어(1)는 모터 액츄에이터(50)에 의해서 구동되어 풍향 또는 설정모드에 따라 최저위치(2) 및 최고위치(3) 사이를 회동반경으로 해서 이동되게 된다.

여기서, 차량용 공조기의 모터 액츄에이터(50)에 사용되는 모터(예컨대, DC 모터)의 경우 영구자석으로 된 고정자(미도시)와 코일(미도시)을 감아 구성한 회전 자(미도시), 그리고 회전자 코일에 전류를 인가하기 위한 정류자(미도시)로 구성되어 있다. 특히, 정류자와 전류를 공급해주는 전원단자는 브러쉬를 이용하여 전기적 접촉이 이루어진다. 모터에 전원을 인가하면 회전자인 코일에 전류가 흘러 모터는 회전을 하게 되고 브러쉬와 회전자는 서로 전기적인 접촉을 번갈아 하게 된다. 이러한 브러쉬와 회전자의 기계적인 접촉에 의해 모터 양단에 걸리는 전압에 미세한 스파이크성 신호(Spike)가 발생하게 된다.

그래서, 공조기의 마이크로 콘트롤러(10)는 스파이크성 신호를 카운트하여 모터의 회전량을 판단하고 그에 대응하여 도어(1)를 원하는 위치로 이동하도록 모터 액츄에이터(50)를 제어하게 된다. 물론, 여기서 기재된 모터의 회전량을 감지하는 방식뿐만 아니라 공지된 어떠한 방식이라도 가능하다. 이하, 설명에 있어서 이러한 구성내용을 기본으로 설명하도록 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 모터 액츄에이터 제어장치는 마이크로 콘트롤러(10), 모터 드라이버(20), 펄스 발생부(30), 센싱저항(40)을 포함하여 구성된다.

모터 드라이버(20)는 하술된 마이크로 콘트롤러(10)의 인가되는 전압에 따라 모터 액츄에이터(50)의 모터(51)를 구동하도록 구성된다. 모터 드라이버(20)는 정/역 회전하는 직류(DC) 모터(51, motor)가 장착된 모터 액츄에이터(50)의 모터(51)에 양(+)/음(-) 전압을 인가하여 정/역 회전으로 구동시키기 위한 하이브리드 방식의 모터드라이브(Motor Drive)가 사용되는 것이 바람직하다.

여기서, 모터 액츄에이터(50)는 별도의 피드백 신호 발생수단 구성없이 상술한 감속기어(미도시)와 레버(미도시)로 연결된 모터가 적용될 수 있다.

펄스 발생부(30)는 모터 액츄에이터(50)의 모터(51)에 걸리는 전압을 감지하기 위한 센싱저항(40)과 연결되고, 센싱저항(40)에 의해서 감지된 전압에 실려있는 스파이크성 신호를 검출하여 그에 대응하는 구형파 펄스를 발생하는 역할을 수행한다. 그리고, 펄스 발생부(30)는 발생시킨 구형파 펄스를 마이크로 콘트롤러(10)로 송출하게 된다.

또, 펄스 발생부(30)는 액츄에이터의 모터(M)에서 감지된 신호를 필터링하여 직류(DC)성분을 제거하기 위한 고역통과필터(High Pass Filter; HPF)와, 고역통과필터링된 모터신호를 필터링하여 고주파성분인 스파이크성 신호만을 검출해내기 위한 대역통과필터(Band Pass filter; BPF) 등으로 구성되는 것이 바람직하다. 그리고 펄스 발생부는 고역 및 대역통과필터를 차례로 통과한 신호를 일정크기로 증폭하기 위한 증폭기, 일정크기로 증폭된 신호를 구형파 펄스로 만들기 위한 비교기, 및 비교기에서 만들어진 구형파 펄스를 일정한 주기를 가진 안정된 구형파 펄스로 발생하기 위한 단안정멀티바이브레이터로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 펄스 발생부(30)는 당업계에 종사하는 사람이라면 충분히 이해될 수 있으며 상세한 설명은 생략하도록 한다.

마이크로 콘트롤러(10)는 사용자 조작에 따라 모터 드라이브(20)를 구동시키며, 펄스 발생부(30)에서 발생되는 구형파 펄스를 카운트하여 모터(M)의 회전수를 계산하고 그에 따라 모터 액츄에이터(50)를 제어하는 역할을 수행한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 콘트롤러(10)는 전원검출부(12), 커운터부(11), 저장부(14), 제어부(13)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

전원검출부(12)는 공조기에 입력되는 전원을 검출하여 최초 입력 전원인지 여부를 판단한다. 즉, 전원검출부(12)는 전원수단(예를 들어, 배터리)으로부터 전원이 입력될 때, 하기 저장부(14)에 저장된 휘발성 정보가 초기화되었으면 입력 전압이 최초 입력 전원인 것으로 판단한다.

제어부(13)는 모터 액츄에이터(50)의 제어를 위한 기준값을 설정하는 포지션 이니셜하여 모터 액츄에이터(50)를 제어하는 역할을 수행한다. 제어부(13)는 전원검출부(12)의 판단 결과 전원이 최초로 입력되는 전원이면, 제어부는 모터 액츄에이터(50)에 대한 포지션 이니셜을 실행한다.

여기서, 포지션 이니셜은 도 3에 도시된 바와 같이, 마이크로 콘트롤러(10)에 최초 전원이 인가되면, 마이크로 콘트롤러(10)는 도어(1)를 최저위치에서 최고위치 사이에서 왕복으로 이동시켜서 발생되는 전체 펄스량을 측정하여 설정하는 것이 바람직하다.

즉, 차량용 공조기의 액츄에이터에 의해서 구동되는 도어(1)(Door)의 회동반경에 대한 전체 펄스량을 확인하기 위하여 도어(1)를 1주기(Cycle) 왕복한다. 펄스 발생부(30)는 이때 발생하는 전체 펄스량을 측정하여 마이크로 콘트롤러(10)로 송출하면, 마이크로 콘트롤러(10)는 측정된 전체 펄스량을 근거로 모터 액츄에이터(50)의 제어를 위한 기준값으로 설정하게 된다.

이때, 제어부(13)는 전압검출부(12)의 입력 전압에 따라 설정된 최소 및 최대의 펄스량과 전체 펄스량 간의 비를 근거로 제어 목표값을 설정하는 것이 바람직하다.

커운터부(11)는 공조기의 도어(1)가 개폐되어 회동반경을 따라 1회 왕복시마다 제어횟수를 카운팅하여 제어부(13)로 송출한다. 즉, 상술한 펄스 발생부(30)로부터 수신되는 모터에 대한 펄스를 근거로 제어 횟수를 카운트한다.

또, 제어부(13)는, 커운터부(11)에서 카운팅된 제어횟수가 설정값 이상이 되는지 여부를 판단하고, 그 판단결과 제어횟수가 설정값 이상이 되면, 도 4에 도시된 것처럼 도어(1)를 최저위치(2)로 이동시킨 후, 도어(1) 제어를 위한 기준값을 보정하는 것이 바람직하다.

여기서, 제어부(13)는 도어(1)가 개폐되어 회동반경을 따라 1회 왕복시마다 제어횟수를 카운팅하는 것이 바람직하다. 즉, 공조기 도어(1)의 동작시 각각의 도어(1)에 대한 정/역 동작을 1사이클로 하여 제어 횟수를 카운트한다.

이때, 제어부(13)는 커운터부(11)에서 카운팅된 제어횟수가 설정된 기준값 이상이 되면, 도어(1)를 회동반경을 따라 최저위치로 이동시켜서 제어 목표값을 초기화한 후, 도어(1)를 원래 위치로 이송시켜서 기준값을 보정하는 것이 바람직하다.

저장부(14)는 제어를 위한 정보를 저장하는 역할을 수행한다. 저장부(14)는 모터 액츄에이터(50) 제어를 위한 기준값 및 휘발성 정보를 포함하게 된다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 공조기 모터 액츄에이터(50) 제어 방법을 첨부된 도면을 이용하여 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 공조기 모터 액츄에이터 제어 방법을 도시한 흐름도이다. 이하 설명에 있어서, 도 1 내지 도 5와 동일한 도번은 같은 기능을 하는 것으로 한다.

도 6을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 공조기 모터 액츄에이터 제어방법을 개략적으로 설명하면, 운전자가 차량용 공조기의 스위치들(미도시)을 조작하여 도어(1)가 구동되도록 모터 액츄에이터(50)를 작동시킨다. 이때, 단계 S10에서 마이크로 콘트롤러(10)는 스위치 조작에 의해서 전원수단(예를 들어, 배터리)으로부터 공조기에 인가되는 전원을 검출하고, 단계 S20에서 그 검출된 전원이 최초 전원인지 판단한다. 다음 단계 S30에서 마이크로 콘트롤러(10)는 모터 액츄에이터(50)를 제어하여 도어(1)를 1회 개폐시킨다. 이때 모터 액츄에이터(50) 내 모터에서 발생하는 전체 펄스량을 측정하여 모터 액츄에이터(50)의 제어를 위한 기준값으로 설정한다.

이후, 단계 S40에서 마이크로 콘트롤러(10)는 설정된 기준값을 기준으로 도어(1) 개폐시 위치별 제어 목표값을 설정한 후, 단계 S50에서 그에 따라 도어(1)를 원하는 위치로 이동시키도록 모터 액츄에이터(50)를 제어한다. 한편, 단계 S60에서 마이크로 콘트롤러(10)는 도어(1) 개폐시마다 제어횟수를 카운팅하고, 단계 S70에서 카운팅된 제어횟수가 설정값 이상이 되는지 여부를 판단한다. 그리고, 단계 S80에서 마이크로 콘트롤러(10)는 그 판단결과 제어횟수가 설정값 이상이 되면, 도 어(1)를 최저위치로 이동시킨 후 도어(1) 제어를 위한 기준값을 보정하게 된다.

이러한 과정을 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 공조기 모터 액츄에이터(50) 제어방법을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 단계 S10에서 마이크로 콘트롤러(10)는 전원수단(예를 들어, 배터리)으로부터 전원이 인가되면 단계 S20에서 해당 전원이 최초의 전원인지 여부를 판단한다.

여기서, 최초 전원인지 여부는 마이크로 콘트롤러(10)의 저장부(14)에 저장된 휘발성 정보가 초기값(Null)인 경우 최초 전원 인가인 것으로 판단한다. 예를 들어, 자동차의 배터리를 교체할 경우 마이크로 콘트롤러(10)에 인가된 모든 전원(예를 들어, 대기상태일 때 인가되는 전원, 구동상태일 때 인가되는 전원)이 오프된다. 그러면 마이크로 콘트롤러(10)의 저장부(14)에 저장된 정보 중 휘발성 정보는 공장 출하시의 초기값으로 바뀌게 되는 것이다.

다음, 단계 S30에서 마이크로 콘트롤러(10)는 최초의 전원이 인가된 것으로 판단되면, 액츄에이터 모터를 구동시켜 해당 도어(1)에 대한 포지션 이니셜을 실시한다. 포지션 이니셜은 모터 액츄에이터(50)에 의해서 구동되는 도어(1) 개폐시 발생하는 전체 펄스량을 측정하여 모터 액츄에이터(50)의 제어를 위한 기준값으로 설정하는 것이다.

여기서, 포지션 이니셜은 도 3에 도시된 바와 같이, 마이크로 콘트롤러(10)에 최초 전원이 인가되면, 마이크로 콘트롤러(10)는 도어(1)를 최저위치(2)에서 최 고위치(3) 사이에서 왕복으로 이동시켜서 발생되는 전체 펄스량을 측정하여 설정하는 것이 바람직하다.

즉, 차량용 공조기의 모터 액츄에이터(50)에 의해서 구동되는 도어(1)(Door)의 회동반경에 대한 전체 펄스량을 확인하기 위하여 도어(1)를 1주기(Cycle) 왕복한다. 펄스 발생부(30)는 이때 발생하는 전체 펄스량을 측정하여 마이크로 콘트롤러(10)로 송출하면, 마이크로 콘트롤러(10)는 측정된 전체 펄스량을 근거로 모터 액츄에이터(50)의 제어를 위한 기준값으로 설정하게 된다.

또한, 단계 S20에서 판단결과 최초 전원이 인가된 것이 아니면 마이크로 콘트롤러(10)는 단계 S40에서 포지션 이니셜된 전체 펄스량을 근거로 해당 도어(1)를 구동하기 위한 모터 액츄에이터(50)의 모터(51)에 대한 제어 목표값을 설정한다. 즉, 마이크로 콘트롤러(10)는 단계 S30에서 설정된 기준값을 기준으로 도어(1) 개폐시 위치별 제어 목표값을 설정하게 된다.

예를 들어, 제어 목표값은 공조기 도어(1)의 전체 이동시 발생하는 전체 펄스량을 기준값으로 하여 각 도어(1)의 제어 위치를 비율로 나타내게 된다(바람직하게는 도어를 제어하는 모드별로 비례적으로 설정되는데, VENT모드는 14.68%, B/L모드는 34.48%, FLOOR모드는 52.91%, MIX모드는 70.11%, DEF모드는 93.94%의 값을 갖는다.).

상술한 도 5에 도시된 그래프를 예로 기준값(제어 위치 비율 값)을 설명하면, Y축은 제어위치 비율값(5)이고, X축은 동작시의 이니셜 펄스 량(6)이다. 도번 7은 도어 동작시의 이니셜 펄스량에 대한 제어위치 비율값을 Y절편 값(8) 및 기울 기 값(9)으로 표시한 도시한 그래프이다.

예) 도어의 VENT모드 제어 펄스량 = 220EA

이어, 마이크로 콘트롤러(10)는 단계 S50에서 설정된 목표 설정값에 따라 도어(1)의 동작을 제어한다. 즉, 마이크로 콘트롤러(10)는 사용자 조작에 의해 새롭게 설정되는 제어위치로 도어(1)를 구동하도록 설정된 위치별 제어 목표값에 따라 모터 액츄에이터(50)로 펄스를 송출하여 모터(M)를 회전시키게 된다. 그래서, 마이크로 콘트롤러(10)는 모터(M)의 정/역 회전방향을 결정하여 모터드라이브를 통해 모터 액츄에이터(50) 내 모터(M)에 소정의 양(+)/음(-) 전압을 인가한다. 모터 액츄에이터(50)내 모터(M)는 모터드라이브로부터 인가되는 소정의 양(+)/음(-) 전압에 따라 정/역방향으로 회전하여 도어(1) 위치를 조절하게 된다.

이때, 단계 S60에서 도어(1) 개폐시마다 제어횟수를 카운팅한다.

여기서, 도 4에 도시된 바와 같이, 마이크로 콘트롤러(10)는 도어(1)가 개폐되어 회동반경을 따라 1회 왕복시마다 제어횟수를 카운팅하는 것이 바람직하다. 즉, 공조기 도어(1)의 동작시 각각의 도어(1)에 대한 정/역 동작을 1사이클로 하여 제어 횟수를 카운트한다.

예를 들어, 도어(1)가 도 4에 도시된 최저위치(2)에서 제1모드위치(4)로 동작하고(정방향), 도어(1)가 제1모드 위치(4)에서 최저위치로 제어되는 경우(역방향)를 1사이클로 하여 제어횟수를 카운트한다.

다음, 마이크로 콘트롤러(10)는 단계 S65에서 차량 시동이 오프(OFF) 되는지 여부를 판단하고, 단계 S70에서 차량의 시동이 오프되면 카운트된 제어 횟수가 일정량(예컨대, 30회)을 초과하게 되면, 단계 S80에서 해당 도어(1)를 최저위치(2,0점 방향)으로 이동하여 누적된 에러 펄스에 대한 위치 보정을 실시한다.

여기서, 보정은 도어(1)를 회동반경을 따라 최저위치로 이동시켜서 제어 목표값을 초기화한 후, 도어(1)를 원래 위치로 이송시켜서 기준값을 보정하는 것이 바람직하다.

이때, 만일 마이크로 콘트롤러(10)는 제어 횟수 값이 30이상이 될 경우에 도어(1)를 최저위치(2)로 이동하여 현재 가지고 있는 위치 펄스량을 0으로 하고 최저위치(2)로 이동하기 이전의 위치(예를 들어, 제1 모드위치)로 재이동한다.

예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 자동차의 시동이 OFF되고 누적된 제어횟수 값이 30회 이상일 경우 IGN OFF상태에서 해당되는 모터 액츄에이터(50)를 제어하여 도어를 최저위치(2)(MODE = VENT 방향 HVAC LOCK 지점, TEMP = COOL방향 HVAC LOCK 지점)으로 이동하여 현재 인식하고 있는 위치 값을 0으로 CLEAR하고, 최저위치(2)으로 이동하기 이전의 위치(4)로 되돌아 가도록 제어하게 된다.

한편, 단계 S30에서 상술한 포지션 이니셜에 의해서 측정된 전체 펄스량은 인가되는 전압에 따라 차이가 나게 된다. 그래서, 이를 보정하기 위하여 프로그램 개발 단계에서 자동차(승용계열)의 작동 범위인 9V ~ 16V 전압 영역에 대한 최소, 최대 전체 펄스량을 측정하여 마이크로 콘트롤러(10)에 저장하여 어떠한 인가 전압 상태에서도 같은 위치로 제어될 수 있도록 한다.

여기서, 마이크로 콘트롤러(10)는 입력 전압에 따라 설정된 최소 및 최대의 펄스량과 전체 펄스량 간의 비를 근거로 제어 목표값을 설정하게 된다.

마이크로 콘트롤러(10)는 이렇게 설정된 각 도어(1)의 제어 위치를 소정 비율로 분할하여 제어하는 것이 바람직하다.

예) 최저위치 최소 펄스 비율값(9V) = 12.98%, 최저위치 최대 펄스 비율값(16V) = 16.82%, 전체 펄스량(9V) = 1426EA, 전체 펄스량(16V) = 1499EA

상술한 바와 같이, 모터 액츄에이터의 내부 브러시 모터의 회전자와 브러시간에 기계적인 접촉에 의해 발생된 전류변화를 감지하는 소자의 정밀성을 확보하기 위하여, 초기위치를 획득하는 방법 및 외부적인 요인에 의해 발생되는 오작동 에러 펄스에 의한 공조기 도어의 위치를 보정하는 방법을 제공함으로써 모터 액츄에이터를 효율적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니랄 각 도어에 따라 능동적으로 모터 액츄에이터를 제어할 수 있기 때문에 모터 액츄에이터를 공용화할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

또, 본 발명은 차량용 공조기의 도어의 위치를 제어하는 모터 액츄에이터의 제어 기술로 모터의 회전위치를 감지하는 피드백 신호 발생 수단 없이 모터의 회전수를 감지하여 위치를 제어할 수 있기 때문에 자동차 공조기의 모터 액츄에이터의 내부 설계가 용이해지고 공조기의 제작 단가를 낮출 수 있는 탁월한 효과가 있다.

이상에서 살펴본 바와 같은 에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한 정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

도 1은 차량용 공조기의 도어의 동작 상태를 도시한 예시도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 공조기의 모터 액츄에이터 제어 장치를 도시한 블록도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 포지션 이니셜 과정을 도시한 예시도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이니셜 보정을 도시한 예시도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제어 목표값을 도시한 예시도이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 공조기 모터 액츄에이터 제어 방법을 도시한 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 도어 10 : 마이크로 콘트롤러

11 : 카운터부 12 : 전원 검출부

13 : 제어부 14 : 저장부

20 : 모터 드라이버 30 : 펄스 발생부

40 : 센싱저항 50 : 모터 액츄에이터

51 : 모터(M)

Claims (9)

1. 자동차용 공조기의 모터 액츄에이터를 제어하는 방법에 있어서,

   상기 공조기에 입력되는 전원을 검출하는 제1단계;

   상기 제1단계의 전원이 검출되면, 그 전원이 최초로 입력되는 전원인지의 여부를 판단하는 제2단계;

   상기 제2단계의 판단 결과 전원이 최초로 입력되는 전원이면, 상기 모터 액츄에이터에 의해서 구동되는 도어 개폐시 발생하는 전체 펄스량을 측정하여 상기 모터 액츄에이터의 제어를 위한 기준값으로 설정하는 제3단계; 및

   상기 제3단계에서 설정된 기준값을 기준으로 상기 도어 개폐시 위치별 제어 목표값을 설정한 후, 그에 따라 도어를 원하는 위치로 이동시키도록 상기 모터 액츄에이터를 제어하는 제 4단계

   를 포함하는, 자동차용 공조기 모터 액츄에이터 제어 방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제4단계에서 도어 개폐시마다 제어횟수를 카운팅하는 제5단계;

   상기 제5단계의 카운팅된 제어횟수가 설정값 이상이 되는지 여부를 판단하는 제6단계; 및

   상기 제6단계의 판단결과 제어횟수가 설정값 이상이 되면, 상기 도어를 최저위치로 이동시킨 후 상기 도어 제어를 위한 기준값을 보정하는 제7단계를 더 포함 하는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공조기 모터 액츄에이터 제어 방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 제3단계는,

   상기 제2단계의 판단 결과 전원이 최초로 입력되는 전원이면, 상기 모터 액츄에이터에 의해서 구동되는 도어를 개폐시켜 회동반경을 따라 1사이클 왕복시키고, 그에 의해 상기 모터 액츄에이터로부터 발생하는 전체 펄스량을 측정하는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공조기 모터 액츄에이터 제어 방법.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 제4단계는,

   상기 제1단계의 입력 전압에 따라 설정된 최소 및 최대의 펄스량과 상기 전체 펄스량 간의 비를 근거로 제어 목표값을 설정하는 것을 특징으로, 하는 자동차용 공조기 모터 액츄에이터 제어 방법.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 제5단계는,

   상기 제4단계에서 도어가 개폐되어 회동반경을 따라 1회 왕복시마다 제어횟수를 카운팅하는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공조기 모터 액츄에이터 제어 방법.
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 제7단계는,

   상기 제6단계의 판단결과 제어횟수가 설정된 기준값 이상이 되면, 상기 도어를 회동반경을 따라 최저위치로 이동시켜서 제어 목표값을 초기화한 후, 상기 도어를 원래 위치로 이송시켜서 상기 기준값을 보정하는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공조기 모터 액츄에이터 제어 방법.
7. 도어를 개폐시키는 모터 액츄에이터를 제어하기 위한 마이크로 콘트롤러를 포함하는 자동차용 공조기의 모터 액츄에이터 제어장치에 있어서,

   상기 마이크로 콘트롤러는,

   상기 공조기에 입력되는 전원을 검출하여 최초 입력 전원인지 여부를 판단하는 전원검출부; 및

   상기 전원검출부의 판단 결과 전원이 최초로 입력되는 전원이면, 상기 모터 액츄에이터에 의해서 구동되는 도어 개폐시 발생하는 전체 펄스량을 측정하여 상기 모터 액츄에이터의 제어를 위한 기준값으로 설정하고, 상기 기준값을 근거로 상기 도어 개폐시 위치별 제어 목표값을 설정한 후, 그에 따라 도어를 원하는 위치로 이동시키도록 상기 모터 액츄에이터를 제어하는 제어부

   를 포함하는, 자동차용 공조기 모터 액츄에이터 제어장치.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 마이크로 콘트롤러는, 상기 도어 개폐시마다 제어횟수를 카운팅하는 카운터부를 더 포함하고,

   상기 제어부는, 상기 카운터부에서 카운팅된 제어횟수가 설정값 이상이 되는지 여부를 판단하고, 그 판단결과 제어횟수가 설정값 이상이 되면, 상기 도어를 최저위치로 이동시킨 후 상기 도어 제어를 위한 기준값을 보정하는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공조기 모터 액츄에이터 제어장치.
9. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,

   상기 제어부는, 상기 전압검출부의 입력 전압에 따라 설정된 최소 및 최대의 펄스량과 상기 전체 펄스량 간의 비를 근거로 제어 목표값을 설정하는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공조기 모터 액츄에이터 제어장치.

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