KR100796359B1 - 자동차용 공기 순환시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 인체에 영향을 최소화 하면서 실내공간 전체의 온도를 조절토록 하는 자동차용 공기 순환시스템 및 방법에 관한 것이다.

이는 특히, 냉기 및 온기를 방출하도록 설치되는 측면 및 전방이나 중앙에 위치한 공조용토출구와 윈드실드글래스의 저면에 위치한 디프로스트용 토출구외에 실내에 미세공기를 소정면적으로 동시에 분산 배출토록 다수의 노즐이 구비되는 공기순환구를 하나 이상 구비하며, 상기 공조용토출구와 디프로스트용 토출구를 통한 공기의 미분사시 공기순환구를 통한 공기의 순환이 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

공기순환구, 노즐, 제어부, 온도감지센서

Description

자동차용 공기 순환시스템 및 그 제어방법{A Car Air Conditioning System And A Controlling Method Thereof}

도1은 종래의 따른 공기조화장치를 도시한 사시도 이다.

도2는 본 발명에 따른 공기 순환시스템을 도시한 정면도 이다.

도3a,b는 각각 본 발명에 따른 공기 순환시스템의 덕트연결상태를 도시한 사시도 이다.

도4는 본 발명에 따른 공기 순환시스템을 도시한 블록도 이다.

도5는 본 발명에 따른 공기 순환시스템의 제어방법을 도시한 순서도 이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100...IP 200...공조유니트

215...디프로스트덕트 225...공조덕트

250...송풍기 300...공기순환유니트

335...노즐 500...제어부

600...온도감지센서

본 발명은 자동차용 공기 순환시스템 및 방법에 관한 것으로서 보다 상세하게로는, 냉기 및 온기를 방출하도록 자동차 실내의 측면 및 전방이나 중앙에 위치한 공조용토출구와 윈드실드글래스에 위치한 디프로스트용 토출구외에 실내에 미세공기를 소정면적으로 동시에 분산 배출토록 다수의 노즐이 구비되는 공기순환구를 하나 이상 구비하며, 상기 공조 토출구와 디프로스트 토출구를 통한 공기의 미분사시에 공기순환구를 통한 공기의 순환이 가능하도록 하는 구성으로 인체에 영향없이 실내공기를 일정한 온도로 유지토록 하여 쾌적한 실내공간을 조성하도록 하는 자동차용 공기 순환시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 내부에는 내외기를 가열하거나 냉각시켜 차량의 실내로 유입 또는 순환시켜 차량의 실내 온도를 적정한 상태로 유지시킴으로써 탑승자에게 쾌적한 승차감을 주기 위하여 공조 장치가 구비되어 있다.

이러한 공조 장치는, 그 내부에 흡입되는 공기의 유동을 위한 복수 개의 유동 통로들이 마련된 케이스와, 케이스의 일측에 설치 및 내장 되어 차량 내외의 공기를 공조 케이스로 유입하여 유동 통로를 따라 송풍시켜주는 송풍기와, 송풍기로부터 토출된 공기를 열 교환을 통해 냉각시키는 증발기와, 그리고 증발기를 거친 공기를 가열시켜주는 히터 코어를 기본적으로 구비하고 있으며, 송풍기로부터 토출된 공기의 유동 경로 중 히터 코어의 상류에 증발기를 배치함으로써 증발기를 통해 외기 내 함유된 과도한 습기를 제거하게 된다.

그리고, 상기 자동차용 공기 조화 장치는, 실내공기나 외부에서 유입되는 공기가 냉방장치에 의한 냉각과정과 난방 장치에 난방과정을 선택적으로 거치게 되어 실내에 설치되는 페이스 벤트(face vent)와 플로워 벤트(floor vent) 및 드프로스트 벤트를 통하여 냉각된 공기및 가열된 공기를 토출하여 냉방이나 난방을 수행하도록 한다.

이때, 이중 냉방장치에 의한 냉각 과정은, 엔진의 동력을 전달받아 구동되는 압축기에 의해 압축된 냉매가 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 차례로 거쳐 다시 압축기로 유입되는 열교환 과정으로 송풍기에 의해 흡입되는 실내외기가 증발기의 냉매와의 열교환에 의해 저온 상태로 냉각되어 실내에 유입됨으로써 차량 실내를 냉방시킨다.

또한, 난방장치에 의한 난방 과정은, 엔진을 냉각시킨 냉각수가 히터코어를 거쳐 엔진으로 복귀하는 열교환과정으로 송풍기에 의해 송풍되는 내외기가 냉각수와 히터 코어에서 열교환됨으로써 온기 상태로 차량 실내에 유입됨으로써 차량 실내를 난방하게 된다.

이와같은 기술과 관련된 공기조화장치가 특허출원 제2001-0059264호에 개시되어 있으며 그 구성은, 주 공기 조화 장치(Ma)는 윈드 쉴드 개구(292'a)(292'b), 센터 및 사이드 개구(291'a)(291'b), 플로워 개구(293'a)(293'b)를 통하여 공기를 송풍하고, 보조 공기 조화 장치(Aa)는 벤트 및 플로워 토출구(12a)(12b)(13a)(13b)를 통하여 공기를 송풍한다.

그리고, 상기 보조 공기 조화 장치는 보조 증발기 및 보조 히터 코어를 구비하는데, 이들 보조 증발기 및 보조 히터 코어를 관류하는 각각의 작동 유체는 상기 주 공기 조화 장치로부터 분기된 것으로 각각의 보조 증발기 및 보조 히터 코어를 관류한 후에 다시 주 공기 조화 장치로 회수되는데, 작동 유체의 유입을 솔레노이드나 워터 밸브를 이용하여 조절함으로써, 공조풍의 온도조절이 가능하도록 하도록 한다.

그러나, 상기한 바와 같은 공기조화장치는, 스위치의 단계적 조작에 의한 송풍기의 송풍압에 의해서 냉기 및 난방용 공기가 단계적으로 토출되는 구성으로 외부공기와 실내공기의 온도차가 거의없어 공기스위치의 동작시 춥거나 덥게 되는 문제점이 있으며, 사이드및 센터개구가 사용자의 전방으로 향하면서 집중토록 되는 구성으로 특히 냉방시 냉기가 인체에 집중되어 탑승자의 건강에 영향을 끼치게 되는 문제점이 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 자동차 실내의 전방향에 동시에 냉기등을 유동하도록 하여 냉기의 직접접촉에 의한 탑승자의 건강 이상을 방지하도록 하고, 실내와 실외의 공기를 차이를 최소화 하여 쾌적한 실내환경을 조성하도록 하며, 공기조화장치의 동작에 의한 에너지 낭비를 최소화 하도록 하는 자동차용 공기 순환시스템 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 냉기 및 온기를 방출하도록 설치되는 자동차 실내의 측면 및 전방이나 중앙에 위치한 공조용토출구와 윈드실드글래스의 저면에 위치한 디프로스트용 토출구외에 실내에 미세공기를 소정면적으로 동시에 분산 배출토록 다수의 노즐이 구비되는 공기순환구를 하나 이상 구비하며, 상기 공조용토출구와 디프로스트용 토출구를 통한 공기의 미분사시 공기순환구를 통한 공기의 순환이 가능하도록 하는 자동차용 공기 순환시스템을 제공한다.

또한 본 발명은, 공기순환시스템을 동작시키면 내기와 외기의 온도차가 순환시스템의 동작온도인가를 판단하고, 동작온도이면 현재 외기도입유니트와 내기분산유니트가 동작하는 가를 판단한 다음 순환시스템을 동작시키도록 하며, 순환시스템의 동작중 외기유입유니트 및 내기분산유니트의 동작신호가 입력되면 순화시스템의 동작이 중단되도록 하는 자동차용 공기 순환시스템의 제어방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2 내지 도5에서 도시한 바와같이 본 발명은, 자동차의 IP(Instrument Panel(100)에 장착되는 공조유니트(200)와 공기순환유니트(300) 및 이를 제어하는 제어부(500)로서 이루어 진다.

그리고, 상기 제어부(500)에는, 자동차의 실내 및 실외공기의 온도를 측정하도록 설치되는 복수의 온도센서(600)가 연결된다.

또한, 상기 공조유니트(200)는, 자동차의 실내에 설치되는 윈드실드글래스의 흐림을 방지하도록 디프로스트토출구(210)가 연결되는 디프로스트 덕트(215)와 사이드토출구(221) 및 센터토출구(223)에 공기를 공급토록 설치되는 공조덕트(225) 및 상기 공조덕트(225)와 디프로스트덕트(215)에 공기를 일정세기로 공급하도록 덕트의 관로상에 연결되는 송풍기(250)로서 이루어 진다.

이때, 상기 공조유니트(200) 역시 일반적인 차량용 공조장치와 마찬가지로, 엔진의 동력을 전달받아 구동되는 압축기에 의해 압축된 냉매가 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 차례로 거쳐 다시 압축기로 유입되는 열교환 과정으로 송풍기에 의해 흡입되는 실내외기가 증발기의 냉매와의 열교환에 의해 저온 상태로 냉각되는 냉방과정 및 엔진을 냉각시킨 냉각수가 히터코어를 거쳐 엔진으로 복귀하는 열교환과정으로 송풍기에 의해 송풍되는 내외기가 냉각수와 히터 코어에서 열교환되는 히팅과정을 수행하도록 한다.

상기 공기순환유니트(300)는, 공조용토출구(220)와 분리설치되면서 자동차의 실내에 소정면적으로 미세공기를 동시에 분산배출토록 다수의 노즐(335)이 구비되는 공기순환구(330)가 하나 이상 설치된다.

이때, 상기 미세공기는 공조용토출구의 저단보다 그 바람의 세기가 적도록 형성되며, 그 바람의 세기는 항상 일정하게 유지토록 된다.

그리고, 상기 공기순환구(330)는, 그 형상에는 제약이 없으며 공조용토출구(220)의 일측에서 분기되며, 차량의 전방 및 후방에 폭방향으로 길게 설치되어 공기를 동시에 분산시키도록 설치되는 것이 좋다.

더하여, 상기 제어부(500)는, 하나의 송풍기(250)에 의해 공급되는 공기의 흐름을 제어하도록 하는 제어판을 동작토록 하여 공기순환구(330)와 공조용토출구(220) 및 디프로스트토출구(210)에 공급되는 공기를 제어하도록 한다.

또한, 상기 제어부(500)는, 온도감지센서(600)에 연결되어 외부온도와 실내온도의 편차를 미리 입력되는 프로그램에 의해 비교한 후 공기순환유니트(300)에 설치되는 공기순환구(330)를 개방하도록 설치된다.

더하여, 본 발명에서는 도시 하지 않았지만 상기 공기순환구(330)는, 자동차의 IP에 장착될 때 그 상,하방향으로 각도조절이 가능토록 되어 순환공기의 흐름을 더욱 원활하게 하고, 상기 공기순환구(330)를 통하여 방출되는 공기의 흐름은 운전자가 미세하게 감지하는 공기흐름을 형성하는 것이 바람직 하다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 순환시스템의 제어방법에 의해 설명한다.

도2 내지 도5에서와 같이, 본 발명은 운전자의 조작에 의해 공조스위치를 동작시키면 그 스위치의 단계적 조작을 통하여 제어되는 송풍기(250)의 회전속도에 의해 IP(100)의 내측에 다수개 형성되는 유동 통로 즉 순환공기덕트(335)와 드프로스트덕트(215) 및 공조덕트(225)를 따라 그 풍압의 강약이 조절되는 공기가 유동하게 된다.

이때, 상기 덕트의 내측에 설치되는 제어판(미도시)을 제어부(500)에 의한 자동동작 및 조작스위치를 통한 운전자의 수동 조작에 의해 구동하면 원하는 방향으로 유로를 결정하게 된다.

즉, 운전자가 외기유입용 스위치를 동작시키면 유입되는 외기만을 이용 공조시스템을 동작시키고, 내기순환 스위치를 동작시키면 실내공기만을 이용 공조시스템을 동작시키며, 조작스위치의 동작시 드프로스트 측 및 실내측에 냉기및 난방공기를 각각 토출토록 한다.

그리고, 상기 공조시스템의 동작은 송풍시켜주는 송풍기(250)와, 송풍기로부터 토출된 공기를 열 교환을 통해 냉각시키는 증발기(미도시)와, 그리고 증발기를 거친 공기를 가열시켜주는 히터 코어(미도시)를 기본적으로 구비하여 냉방 및 난방을 수행하게 된다.

그리고, 본 발명에 의한 공기순환시스템은, 수동과 자동동작이 가능하도록 설치되며, 자동동작은 제어부(500)에 미리 입력되는 프로그램에 의해 순환시스템의 동작을 자동수행하게 된다.

이때, 상기 프로그램은, 온도감지센서(600)에 의해 측정된 내기와 외기의 온도편차가 미리 정해진 범위 이내일 경우 순환시스템(300)을 동작시키게 되며, 공기순환덕트(335)에 설치되는 제어판을 구동 최적속도로 구동하는 송풍기(250)를 통하여 원하는 온도를 얻을 수 있도록 한다.

또한, 상기 온도편차는, 사용자가 미리 입력할 수도 있으며, 프로그램의 저장시 미리 입력한 그대로를 사용할 수도 있고, 본 발명의 제어부(500)는, 최후로 사용한 온도편차값을 저장하여 사용토록 한다.

계속하여, 상기 공기순환시스템(600)은, 현재 외기도입유니트와 내기분산유니트가 동작하는 가를 판단한 다음 순환시스템을 동작시키도록 한다.

그리고, 상기 순환시스템의 동작중 외기유입유니트 및 내기분산유니트의 동작신호가 입력되면 순화시스템의 동작이 중단되도록 한다.

상기와 같은 순환시스템은, 운전자에 의한 수동스위치의 동작이나 모드설정에 의한 자동모드시 설정된 온도편차에 진입하면 자동동작토록 된다.

또한, 외기유입유니트 및 내기분산유니트로 이루어진 공조장치의 동작중에서 온도편차 범위에 들면 제어부(500)의 신호에 의해 순환시스템이 자동 동작토록 되 어 실내에 최적의 온도상태를 유지하게 된다.

그리고, 상기 순환시스템의 동작에 의해 토출되는 공기는 노즐을 통하여 시실내의 전방향에 동시에 분산 배출됨으로써 차량의 실내에 미세한 공기흐름만을 형성하여 종래 냉기등이 사용자에게 직접분사되어 건강을 해치게 되는 문제점을 해결하게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 탑승자가 아닌 자동차 실내의 전방향에 냉기등을 유동하도록 하여 냉기의 직접접촉에 의한 탑승자의 건강 이상을 방지하고, 실내와 실외의 공기를 차이를 최소화 하여 쾌적한 실내환경을 조성하며, 공기조화장치의 동작에 의한 에너지 낭비를 최소화 하는 효과가 있는 것이다.

Claims (9)

1. 냉기 및 온기를 방출하도록 설치되는 사이드 및 센터 토출구와 윈드실드글래스에 위치한 디프로스트용 토출구와 분리되어 차량의 실내에 미세공기를 소정면적에서 동시에 분산배출토록 하나 이상의 공기순환유니트가 구비되는 자동차용 공기 순환시스템에 있어서,

   상기 공기순환유니트는, 사이드및 센터토출구와 디프로스트용 토출구를 통한 공기 순환과 구분되어 실내 공기의 순환이 가능하도록 하며, 자동차의 실내 및 실외에 구비되는 온도감지센서에 의한 측정온도편차에 의해 자동동작토록 프로그램이 구비되는 제어부의 신호에 의해 외기도입유니트 및 내기분산유니트로서 이루어진 공조유니트의 미동작시 자동 동작하도록 하고, 공조유니트의 동작시에도 온도편차내에 들게되면 자동동작토록 하며, 운전자에 의한 스위치 동작시 동작하도록 하는 자동차용 공기 순환시스템
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 공기순환유니트는, 자동차의 IP에 장착되면서 다수의 노즐로서 이루어지는 공기순환구에 의해 미세압력의 공기를 분산 배출토록 하는 것을 특징으로 하는 자동차용 공기 순환시스템
4. 제1항에 있어서, 상기 공기순환유니트는, 자동차의 IP에 장착되면서 다수의 노즐로서 이루어지는 공기순환구에 의해 미세압력의 공기를 분산 배출토록 하면서 상기 공기순환구의 방향이 조절가능토록 하는 것을 특징으로 하는 자동차용 공기 순환시스템
5. 삭제
6. 공기순환시스템이 동작하는 온도편차를 사용자가 미리 입력할 수 있도록 하며, 공기순환시스템을 동작시키면 내기와 외기의 온도차가 순환시스템의 동작온도인가를 판단하고, 동작온도이면 현재 외기도입유니트와 내기분산유니트가 동작하는 가를 판단한 다음 순환시스템을 동작시키도록 하며, 순환시스템의 동작중 외기유입유니트 및 내기분산유니트의 동작신호가 입력되면 순화시스템의 동작이 중단되도록 하고, 운전자에 의한 수동스위치의 동작이나 외기유입유니트 및 내기분산유니트로 이루어진 공조장치의 동작중에서 온도편차 범위에 들면 제어부의 신호에 의해 순환시스템이 자동 동작토록 하는 자동차용 공기 순환시스템의 제어방법
7. 삭제
8. 삭제
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