KR101438950B1

KR101438950B1 - 차량용 공조시스템

Info

Publication number: KR101438950B1
Application number: KR1020120146849A
Authority: KR
Inventors: 이재우; 김종수; 백창현
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사; 한라비스테온공조 주식회사
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2014-09-11
Also published as: KR20140077740A

Abstract

본 발명은, 전석에바코어, 전석블로워 및 전석토출도어가 구비된 전석공조장치; 후석에바코어가 구비된 후석공조장치; 상기 전석에바코어 및 후석에바코어와 냉매를 공유하여 순환 공급되도록 연결된 압축기; 및 전석블로워 오프 및 후석에어컨 온시, 상기 압축기를 구동하고 전석블로워를 가동하며 전석토출도어를 폐쇄하는 제어부;를 포함하여 구성되는 차량용 공조시스템이 소개된다.

Description

차량용 공조시스템{HVAC SYSTEM FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전석 블로워 오프 및 후석 에어컨 온 상태에서, 에바코어의 동결현상을 방지하면서도, 전석측에 공기가 토출되는 것을 차단하고, 후석측에 독립적으로 공기를 토출하도록 한 차량용 공조시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화장치는 냉방, 난방, 제습, 가습, 공기정화 등의 목적을 달성하기 위해 사용되는 기계장치로써, 차량에 설치된 공조장치(HVAC)에는 열교환기가 설치되어 차실 내의 공기를 냉난방하거나, 환기 또는 공기 조절할 수 있다.

이같은 공기조화장치를 이용하여 차실에 냉방을 하기 위해서는, 압축기가 가동되어 컨덴서와 증발기에 냉매가 순환되면서 증발기의 표면이 차가워지고, 이에 블로워에서 송풍되는 공기가 증발기를 거치면서 차가운 공기로 변환되어 차실 내에 배출하게 된다.

한편, 종래 기술에 의한 차량용 공조시스템으로서, 전석측과 후석측에 각각 독립적으로 공조장치가 마련될 수 있으며, 각 공조장치는 하나의 압축기를 공유하여 사용함으로써, 압축기에서 분기되는 냉매라인이 전석공조장치와 후석공조장치에 각각 연결되어 냉매가 순환 공급될 수 있다.

도 1을 참조하면, 종래의 차량용 공조시스템(10)은, 압축기(11)와, 응축기(12)와, 전석 팽창밸브(13)와, 전석 증발기(14) 및 상기 압축기(11)가 순차적으로 연결되어 전석 공조유닛(17)의 폐회로를 형성하며, 상기 응축기(12)로부터 분기되어 후석 팽창밸브(15)와 후석 증발기(16) 및 상기 압축기(11)가 순차적으로 연결되어 후석 공조유닛(18)의 폐회로를 형성할 수 있다.

그러나, 상기한 종래 기술은 전석측의 에어컨이 오프된 상태에서 후석측의 에어컨을 온 시키는 경우에, 전석측의 블로워가 동작되지 않게 된다. 이에, 전석측의 블로워가 동작되지 않는 상태에서 압축기가 동작하게 되면, 증발기의 표면에 동결 현상이 발생될 수 있으므로, 후석측 독립 에어컨모드에서는 압축기의 구동을 정지시키게 된다.

그런데, 이처럼 압축기의 구동이 정지되면, 후석측 에어컨의 설정온도를 낮추게 되더라도, 냉매는 순환되지 않는 상황에 있으므로, 후석측에 독립적인 냉방을 실시할 수 없어 후석측의 온도 쾌적성이 저하되는 문제가 있었다.

한편, 종래에 한국 공개특허공보 공개번호 10-2008-0045442호의 "자동차의 공조시스템의 제어방법"이 소개된바 있다.

그러나, 상기한 종래 기술 역시 전석측의 에어컨 오프 및 후석측 에어컨 온시, 후석측에 독립적으로 냉풍을 토출하는 것이 어려운 문제가 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-2008-0045442 A KR 10-2010-0089202 A

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 전석 블로워 오프 및 후석 에어컨 온 상태에서, 에바코어의 동결현상을 방지하면서, 전석측에 공기가 토출되는 것을 차단하고, 후석측에 독립적으로 냉풍 공기를 토출하도록 한 차량용 공조시스템을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 전석에바코어, 전석블로워 및 전석토출도어가 구비된 전석공조장치; 후석에바코어가 구비된 후석공조장치; 상기 전석에바코어 및 후석에바코어와 냉매를 공유하여 순환 공급되도록 연결된 압축기; 및 전석블로워 오프 및 후석에어컨 온시, 상기 압축기를 구동하고 전석블로워를 가동하며 전석토출도어를 폐쇄하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 후석공조장치에는 후석블로워가 더 포함되어 구성되며; 상기 제어부는 전석블로워 오프 및 후석에어컨 온시, 상기 후석블로워를 함께 가동할 수 있다.

상기 제어부는 후석측으로 토출되는 기준 공기량이 설정되며, 후석블로워를 통해 토출되는 공기량에 전석블로워를 통해 토출되는 공기량이 보상되어 후석측으로 토출함으로써, 상기 기준 공기량을 토출시키기 위한 기준 회전속도보다 후석블로워의 회전속도를 감소시켜 제어할 수 있다.

상기 전석에바코어를 통과한 공기가 히터코어를 통과하여 후석측으로 토출되도록 마련된 제1유로; 상기 전석에바코어를 통과한 공기가 히터코어를 우회하여 후석측으로 토출되도록 마련된 제2유로; 상기 전석에바코어와 전석히터코어의 사이에 마련되어, 상기 제1유로의 개폐 조절이 가능하도록 구성된 온도조절도어; 및 상기 제2유로의 경로 상에서 개폐 조절이 가능하도록 마련된 바이패스도어;를 포함하여 구성되며, 상기 제어부는 상기 온도조절도어 및 바이패스도어를 연동하여 개폐 조절함으로써, 상기 제1유로 및 제2유로를 통해 후석측으로 토출되는 공기량을 조절할 수 있다.

상기 제1유로를 통과하여 후석측으로 토출되는 공기와, 제2유로를 통과하여 후석측으로 토출되는 공기가 만나서 전석측과 후석측으로 분기되는 경로 상에 설치되는 역류방지도어;를 더 포함하여 구성되며, 상기 제어부는 전석블로워 오프 및 후석에어컨 온시, 상기 역류방지도어에 의해 전석측으로 토출되는 경로를 폐쇄시켜 제1유로 및 제2유로를 통해 토출되는 공기가 전석측으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 전석 블로워 오프 및 후석 에어컨 온시, 전석토출도어들을 모두 폐쇄시키는 것은 물론, 압축기를 가동시키고, 전석블로워 및 후석블로워를 함께 구동시키게 됨으로써, 전석에바코어를 동결시키지 않으면서 후석으로 독립적인 냉풍 토출이 가능하다. 따라서, 전석으로 냉풍이 토출되는 것을 방지함으로써, 전석의 원치 않는 냉풍 토출을 차단하여 전석의 쾌적성을 향상시키는 것은 물론, 후석으로의 강력한 냉풍 토출로 인해 후석에서의 쾌적성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 차량용 공조시스템의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 의한 차량용 공조시스템에서 전석공조장치 및 후석공조장치의 냉매 흐름을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 의한 차량용 공조시스템에서 전석공조장치의 내부 구조를 나타낸 도면.
도 4는 도 3의 전석공조장치에서 후석으로 냉풍만이 토출되도록 할 때, 각 도어의 동작관계 및 공기의 토출 흐름을 나타낸 도면.
도 5는 도 3의 전석공조장치에서 후석으로 온풍 및 냉풍이 함께 토출되도록 할 때, 각 도어의 동작관계 및 공기의 토출 흐름을 나타낸 도면.
도 6은 도 3의 전석공조장치에서 후석으로 온풍만이 토출되도록 할 때, 각 도어의 동작관계 및 공기의 토출 흐름을 나타낸 도면.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 차량용 공조시스템에서 전석공조장치(10) 및 후석공조장치(20)의 냉매 흐름을 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 차량용 공조시스템은 크게, 전석공조장치(10), 후석공조장치(20), 압축기(30) 및 전석블로워(12)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 2를 참조하여, 본 발명의 차량용 공조시스템의 구성을 구체적으로 살펴보면, 전석에바코어(11), 전석블로워(12) 및 전석토출도어(14)가 구비된 전석공조장치(10); 후석에바코어(21)가 구비된 후석공조장치(20); 상기 전석에바코어(11) 및 후석에바코어(21)와 냉매를 공유하도록 연결된 압축기(30); 및 전석블로워(12) 오프 및 후석에어컨 온시, 상기 압축기(30)를 구동하고 전석블로워(12)를 가동하며 전석토출도어(14)를 폐쇄하는 제어부(50);를 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 상기 전석공조장치(10) 및 후석공조장치(20)는 각각 전석측 및 후석측의 냉방, 난방, 제습, 가습, 공기정화 등을 목적으로 설치될 수 있다.

이러한, 상기 전석공조장치(10)에는 전석에바코어(11)와, 전석블로워(12) 및 다수의 전석토출도어(14)와 함께 전석히터코어(13)가 설치될 수 있다. 여기서, 상기 전석토출도어(14)는 탑승자의 얼굴부분과 발부분을 향하는 도어와, 윈드실드를 향하는 도어일 수 있다.

그리고, 상기 후석공조장치(20)에는 후석에바코어(21)와 후석블로워(22) 및 다수의 후석토출도어와 함께 후석히터코어(도시생략)가 설치될 수 있다. 이때, 상기 전석공조장치(10)와 후석공조장치(20)는 별도의 덕트를 통해 연결될 수 있다.

상기 압축기(30)는, 상기 전석에바코어(11) 및 후석에바코어(21)와 냉매를 공유하도록 냉매라인(40)에 의해 연결된 것으로, 상기 압축기(30)에서 배출되는 냉매가 컨덴서(32)를 통해 전석에바코어(11) 및 후석에바코어(21)로 유입될 수 있다.

여기서, 상기 컨덴서(32)와 에바코어 사이에는 리시버드라이어(도시생략) 및 팽창밸브(도시생략) 등의 구성이 더 설치될 수 있을 것이다. 다만, 상기한 전석공조장치(10) 및 후석공조장치(20)는 물론, 에어컨 구동을 위한 압축기(30), 컨덴서(32) 및 이들을 연결하는 냉매라인(40)의 구조는 공지된 구조인바, 이들에 대한 구체적인 구조 및 기능에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.

상기 제어부(50)는 전석블로워(12) 오프 및 후석에어컨 온시, 상기 압축기(30)를 구동하고 전석블로워(12)를 가동하며 전석토출도어(14)를 폐쇄하도록 제어하게 된다.

더불어, 상기 제어부(50)에서는 전석블로워(12) 오프 및 후석에어컨 온시, 상기 후석블로워(22)가 전석블로워(12)와 함께 가동되도록 제어하여 후석측으로 공기를 토출하게 된다.

구체적으로, 상기 제어부(50)에는 후석측으로 토출되는 기준 공기량이 미리 설정될 수 있다. 이에, 후석블로워(22)를 통해 토출되는 공기량에 전석블로워(12)를 통해 토출되는 공기량이 보상되면서 전석블로워(12)와 후석블로워(22)에서 송풍되는 공기가 합쳐져 후석측으로 토출되는 기준 공기량을 만족시키게 된다. 따라서, 기존의 후석블로워(22)만으로 후석측의 공기를 토출하는 공조시스템에 비해 본 발명은 전석블로워(12)에서 토출 공기량이 보상되는바, 후석블로워(22)의 회전속도를 기준 회전속도보다 감소시켜 제어할 수 있는 것이다.

한편, 도 3은 본 발명에 의한 차량용 공조시스템에서 전석공조장치(10)의 내부 구조를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명은 전석공조장치(10)의 내부에 상기 전석에바코어(11)를 통과한 공기가 전석히터코어(13)를 통과하여 후석측으로 토출되도록 마련된 제1유로(15)와, 상기 전석에바코어(11)를 통과한 공기가 전석히터코어(13)를 우회하여 후석측으로 토출되도록 마련된 제2유로(17)와, 상기 전석에바코어(11)와 전석히터코어(13)의 사이에 마련되어, 상기 제1유로(15)의 개폐 조절이 가능하도록 구성된 온도조절도어(16) 및, 상기 제2유로(17)의 경로 상에서 개폐 조절이 가능하도록 마련된 바이패스도어(18)를 포함하여 구성될 수 있다.

이에, 상기 제어부(50)에서는 상기 온도조절도어(16) 및 바이패스도어(18)를 연동하여 개폐 조절함으로써, 상기 제1유로(15) 및 제2유로(17)를 통해 후석측으로 토출되는 공기량을 조절할 수 있다.

아울러, 본 발명은, 상기 전석공조장치(10)의 내부에 상기 제1유로(15)를 통과하여 후석측으로 토출되는 공기와, 제2유로(17)를 통과하여 후석측으로 토출되는 공기가 만나서 전석측과 후석측으로 분기되는 경로 상에 설치되는 역류방지도어(19)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

이에, 상기 제어부(50)에서는 전석블로워(12) 오프 및 후석에어컨 온시, 상기 역류방지도어(19)에 의해 전석측으로 토출되는 경로를 폐쇄시켜 제1유로(15) 및 제2유로(17)를 통해 토출되는 공기가 전석측으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

도 4는 도 3의 전석공조장치(10)에서 후석으로 냉풍만이 토출되도록 할 때, 각 도어의 동작관계 및 공기의 토출 흐름을 나타낸 도면이며, 도 5는 도 3의 전석공조장치(10)에서 후석으로 온풍 및 냉풍이 함께 토출되도록 할 때, 각 도어의 동작관계 및 공기의 토출 흐름을 나타낸 도면이고, 도 6은 도 3의 전석공조장치(10)에서 후석으로 온풍만이 토출되도록 할 때, 각 도어의 동작관계 및 공기의 토출 흐름을 나타낸 도면이다.

즉, 도 4는 후석을 낮은 온도로 설정하여 냉풍만이 후석측으로 토출되도록 하는 경우로서, 온도조절도어(16)를 통해 전석히터코어(13) 측으로 향하는 제1유로(15)를 폐쇄하며, 전석토출도어(14)들은 모두 폐쇄하고, 바이패스도어(18)를 통해 제2유로(17)를 개방함으로써, 전석에바코어(11)를 통과한 공기가 제2유로(17)를 통과하여 후석측으로 토출될 수 있다. 이때, 역류방지도어(19)가 전석측과 연통되는 경로를 폐쇄하게 되는바, 상기 전석에바코어(11)를 통과한 공기가 전석측으로 토출되지 않고 후석측으로 모두 토출될 수 있게 된다.

도 5는 후석을 적정한 온도로 설정하여 냉풍과 온풍이 후석측으로 토출되도록 하는 경우로서, 온도조절도어(16)를 통해 전석히터코어(13) 측으로 향하는 제1유로(15)를 일부 개방하며, 전석토출도어(14)들은 모두 폐쇄하고, 상기 온도조절도어(16)가 개방되는만큼 바이패스도어(18)를 연동하여 폐쇄시켜 제2유로(17)를 일부 개방함으로써, 전석에바코어(11)를 통과한 공기가 제2유로(17)를 통과하여 후석측으로 토출됨과 동시에 전석히터코어(13)를 통과한 공기가 제1유로(15)를 통과하여 후석측으로 토출될 수 있다. 이때, 역류방지도어(19)가 전석측과 연통되는 경로를 폐쇄하게 되는바, 상기 전석에바코어(11) 및 전석히터코어(13)를 통과한 공기가 전석측으로 토출되지 않고 후석측으로 모두 토출될 수 있게 된다.

도 6은 후석을 높은 온도로 설정하여 강한 온풍만이 후석측으로 토출되도록 하는 경우로서, 온도조절도어(16)를 통해 전석히터코어(13) 측으로 향하는 제1유로(15)를 개방하며, 전석토출도어(14)들은 모두 폐쇄하고, 바이패스도어(18)를 통해 제2유로(17)를 폐쇄함으로써, 전석히터코어(13)를 통과한 공기가 제1유로(15)를 통과하여 후석측으로 토출될 수 있다. 이때, 역류방지도어(19)가 전석측과 연통되는 경로를 폐쇄하게 되는바, 상기 전석히터코어(13)를 통과한 공기가 전석측으로 토출되지 않고 후석측으로 모두 토출될 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명은 전석공조장치(10) 오프 및 후석공조장치(20) 온시, 전석공조장치(10)에 설치된 전석토출도어(14)를 강제로 폐쇄시키게 됨으로써, 전석의 탑승자가 원하지 않는 냉풍 및 온풍으로 인해 불쾌감을 느끼는 것을 방지하게 된다.

특히, 본 발명은 전석 블로워 오프 및 후석 에어컨 온시, 전석토출도어(14)들을 모두 폐쇄시키는 것은 물론, 압축기(30)를 가동시키고, 전석블로워(12) 및 후석블로워(22)를 함께 구동시키게 됨으로써, 전석에바코어(11)를 동결시키지 않으면서 후석으로 독립적인 냉풍 토출이 가능하며, 또한 전석으로 냉풍이 토출되는 것을 방지하여 전석의 원치 않는 냉풍 토출을 차단하게 된다. 따라서, 전석의 쾌적성은 물론, 후석으로의 강력한 냉풍 토출로 인해 후석의 쾌적성을 향상시키게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 전석공조장치 11 : 전석에바코어
12 : 전석블로워 14 : 전석토출도어
15 : 제1유로 16 : 온도조절도어
17 : 제2유로 18 : 바이패스도어
19 : 역류방지도어 20 : 후석공조장치
21 : 후석에바코어 22 : 후석블로워
30 : 압축기 40 : 냉매라인
50 : 제어부

Claims

전석에바코어(11), 전석블로워(12) 및 전석토출도어(14)가 구비된 전석공조장치(10);
후석에바코어(21)가 구비된 후석공조장치(20);
상기 전석에바코어(11) 및 후석에바코어(21)와 냉매를 공유하여 순환 공급되도록 연결된 압축기(30); 및
전석블로워(12) 오프 및 후석에어컨 온시, 상기 압축기(30)를 구동하고 전석블로워(12)를 가동하며 전석토출도어(14)를 폐쇄하는 제어부(50);를 포함하고,
상기 전석에바코어(11)를 통과한 공기가 전석히터코어(13)를 통과하여 후석측으로 토출되도록 마련된 제1유로(15);
상기 전석에바코어(11)를 통과한 공기가 전석히터코어(13)를 우회하여 후석측으로 토출되도록 마련된 제2유로(17);
상기 전석에바코어(11)와 전석히터코어(13)의 사이에 마련되어, 상기 제1유로(15)의 개폐 조절이 가능하도록 구성된 온도조절도어(16); 및
상기 제2유로(17)의 경로 상에서 개폐 조절이 가능하도록 마련된 바이패스도어(18);를 포함하여 구성되며,
상기 제어부(50)는 상기 온도조절도어(16) 및 바이패스도어(18)를 연동하여 개폐 조절함으로써, 상기 제1유로(15) 및 제2유로(17)를 통해 후석측으로 토출되는 공기량을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 후석공조장치(20)에는 후석블로워(22)가 더 포함되어 구성되며;
상기 제어부(50)는 전석블로워(12) 오프 및 후석에어컨 온시, 상기 후석블로워(22)를 함께 가동하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 제어부(50)는 후석측으로 토출되는 기준 공기량이 설정되며, 후석블로워(22)를 통해 토출되는 공기량에 전석블로워(12)를 통해 토출되는 공기량이 보상되어 후석측으로 토출함으로써, 상기 기준 공기량을 토출시키기 위한 기준 회전속도보다 후석블로워(22)의 회전속도를 감소시켜 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제1유로(15)를 통과하여 후석측으로 토출되는 공기와, 제2유로(17)를 통과하여 후석측으로 토출되는 공기가 만나서 전석측과 후석측으로 분기되는 경로 상에 설치되는 역류방지도어(19);를 더 포함하여 구성되며,
상기 제어부(50)는 전석블로워(12) 오프 및 후석에어컨 온시, 상기 역류방지도어(19)에 의해 전석측으로 토출되는 경로를 폐쇄시켜 제1유로(15) 및 제2유로(17)를 통해 토출되는 공기가 전석측으로 유입되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.