KR101703671B1

KR101703671B1 - 차량용 공조장치

Info

Publication number: KR101703671B1
Application number: KR1020130104631A
Authority: KR
Inventors: 김태완; 오상호; 공태윤; 김인혁; 서정훈; 서용은
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2017-02-07
Also published as: KR20150026175A

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한것으로써, 더욱 상세하게는 후석 온도조절스위치의 조작을 통한 후석 온도조절시, 전석 온도조절도어의 위치와 연계하여 후석 온도조절도어의 위치를 제어함으로써, 후석 토출온도와 전석 토출온도간에 편차가 크지 않게 되어, 후석 토출온도의 영향이 전석에까지 미치는 것을 최소화하여 전석 탑승자의 쾌적성을 향상함은 물론 후석 탑승자의 쾌적성도 향상할 수 있고, 아울러 에어컨의 작동구간도 줄일 수 있어 연비를 향상할 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한것으로써, 더욱 상세하게는 후석 온도조절스위치의 조작을 통한 후석 온도조절시, 전석 온도조절도어의 위치와 연계하여 후석 온도조절도어의 위치를 제어하도록 한 차량용 공조장치에 관한 것이다.

차량용 공조장치는, 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉,난방하거나 또는 우천시나 동절기에 윈드 실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자가 전후방 시야를 확보할 수 있게 할 목적으로 설치되는 자동차의 내장품으로, 이러한 공조장치는, 통상, 난방시스템과 냉방시스템을 동시에 갖추고 있어서, 외기나 내기를 선택적으로 도입하여 그 공기를 가열 또는 냉각한 다음 차량 실내에 송풍함으로써 차량 실내를 냉,난방하거나 또는 환기한다.

이러한 차량용 공조장치는, 차종별 또는 동일 차종내에서 사양에 따라 다양한 형태로 개발되는데, 일예로, 싱글 존(전석 공간) 공조장치, 듀얼 존(전석 좌,우 공간) 공조장치, 트리플 존(전석 좌,우 및 후석 공간) 공조장치가 대표적이다.

도 1은 종래의 싱글 존 공조장치를 나타내는 단면도로써, 상기 공조장치(1)는, 일측에 공기유입구(11)가 형성되고 타측에는 각각 모드도어(16a,16b,16c)에 의하여 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(12a), 페이스 벤트(12b) 및 플로어 벤트(12c)가 설치된 공조케이스(10)와; 상기 공조케이스(10)내의 공기통로상에 순차적으로 일정간격을 두고 설치되는 증발기(2) 및 히터코어(3)와; 상기 공조케이스(10)의 공기유입구(11)에 연결되어 내기 또는 외기를 송풍하는 송풍장치(미도시)로 구성된다.

그리고, 상기 증발기(2)와 히터코어(3)의 사이에는 히터코어(3)를 바이패스하는 냉풍통로(P1)와 히터코어(3)를 통과하는 온풍통로(P2)의 개도를 조절하여 온도를 조절하도록 온도조절도어(15)가 설치된다.

상기 공조케이스(10)는, 좌측케이스와 우측케이스를 조립하여 구성되는 상부케이스(10a)와, 상기 상부케이스(10a)의 하부 중 상기 증발기(2)가 안착되는 부위에 증발기(2)에서 발생하는 응축수의 누수방지를 위해 별도로 조립되는 하부케이스(10b)로 이루어진다.

상기한 바와 같이 구성된 차량용 공조장치(1)에 의하면, 최대냉방모드가 가동될 경우, 상기 온도조절도어(15)는, 상기 냉풍통로(P1)를 개방함과 아울러 온풍통로(P2)를 폐쇄하게 된다. 이에 따라 미도시된 송풍장치에 의하여 송풍되는 공기는, 증발기(2)를 거치면서 증발기(2)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉기로 바뀐 뒤, 상기 냉풍통로(P1)를 통해 믹싱챔버(Mixing Chamber, MC)쪽으로 유동하게 되고, 이후 소정의 공기 토출모드(벤트모드,바이레벨모드,플로어모드,믹스모드,디프로스트모드)에 따라 모드도어(16a,16b,16c)에 의해 개방되는 벤트를 통해 차량 실내의 전석 공간으로 토출됨으로써, 전석 공간의 냉방이 수행된다.

또한, 최대난방모드가 가동될 경우, 상기 온도조절도어(15)는, 상기 냉풍통로(P1)를 폐쇄함과 아울러 온풍통로(P2)를 개방하게 된다. 이에 따라 미도시된 송풍장치에 의하여 송풍되는 공기는, 증발기(2)를 통과한 후 온풍통로(P2)를 통하여 히터코어(3)를 거치면서 히터코어(3)의 내부를 유동하는 냉각수와 열교환되어 온기로 바뀐 뒤, 믹싱챔버(MC)쪽으로 유동하게 되고, 이후 소정의 공기 토출모드에 따라 모드도어(16a,16b,16c)에 의해 개방되는 벤트를 통해 차량 실내의 전석 공간으로 토출됨으로써, 전석 공간의 난방이 수행된다.

그리고, 상기 듀얼 존 공조장치는, 상기 공조케이스(10)의 내부 중앙에 세퍼레이터(미도시)를 설치하여 공조케이스(10)의 내부를 좌,우로 구획하고, 이때 상기 공조케이스(10)내의 세퍼레이터 양측에는 서로 독립적으로 작동하는 좌,우 온도조절도어 등을 설치하여 전석 좌,우 공간을 독립적으로 온도조절 할 수 있는 것이다.

또한, 상기 트리플 존 공조장치(1a)는, 상기 듀얼 존 공조장치내의 냉,온풍통로(P1,P2)로 이루어진 전석공기통로(17) 하부에 후석공기통로(20)를 추가한 것으로서, 도 2를 참조하여 간략히 설명하면, 공조케이스(10)의 내부에에 증발기(2) 및 히터코어(3)가 설치되고, 전석 온도조절도어(15) 및 전석 모드도어(16a,16b,16c)가 설치되는 것은 큰 차이가 없으나, 상기 히터코어(3)의 하부에 후석공기통로(20)가 추가로 형성되고, 상기 후석공기통로(20)와 온풍통로(P2)의 사이에는 히터코어(3) 전방에 후석 온도조절도어(25)가 히터코어(3) 후방에 후석 보조 온도조절도어(26)가 설치된다.

또한, 상기 후석공기통로(20)의 출구측에는 후석측으로 공기를 토출하기 위한 후석 공기토출구(21)가 형성된다.

따라서, 상기 후석 온도조절도어(25) 및 후석 보조 온도조절도어(26)에 의해 상기 후석공기통로(20)를 통과하는 냉풍과, 상기 온풍통로(P2)를 통과한 후 후석공기통로(20)로 합류되는 온풍의 혼합양이 조절되고, 이후 상기 후석 공기토출구(21)를 통해 후석 공간으로 토출됨으로서, 후석 공간까지 냉,난방하게 된다.

그리고, 후석 공간에는 탑승자가 후석 온도를 조절할 수 있도록, 상기 후석 온도조절도어(25)를 제어하는 후석 온도조절스위치(미도시)가 설치된다.시

도 3은, 후석 온도조절스위치의 위치별(공조모드별)로 외기온도에 따른 토출온도를 나타내는 그래프이다.

상기 후석 온도조절스위치는 조작위치에 따라 최대 냉방모드, 냉방모드, 중간모드, 난방모드, 최대 난방모드와 같이 총 5개의 공조모드를 수행할 수 있으며, 각 공조모드별로 토출온도는 도 3의 그래프와 같다.

도 3에서 파란색 점선박스는 전석 냉방모드일 때의 토출온도 범위이고, 빨간색 점선박스는 전석 난방모드일 때의 토출온도 범위이며, 검은색 점선박스는 중간모드일 때의 토출온도 범위이다.

도 3에서 알 수 있듯이, 종래에는 전석을 냉방모드로 작동하고 있더라도, 후석은 상기 후석 온도조절스위치를 통해 최대 난방모드로 작동시킬 수 있으며, 이때의 전석과 후석의 온도편차는 매우 크게 된다.

이처럼, 상기 종래의 공조장치는, 상기 후석 온도조절도어(25)가 상기 전석 온도조절도어(15)의 위치와는 상관없이 상기 후석 온도조절스위치에 의해서만 제어되기 때문에, 후석 탑승자가 상기 후석 온도조절스위치를 최대 난방모드 위치 또는 최대 냉방모드 위치로 조작한 후 차량에서 내리게 되면, 어느 누군가가 상기 후석 온도조절스위치를 조작하지 않는한 후석 공간으로는 계속 더운공기 또는 찬공기가 공급되게 된다.

이때, 전석은 냉방 중인데, 후석 공간으로 계속 더운공기가 공급되고 있다면, 후석의 더운 공기가 전석에 영향을 주어 전석 탑승자의 쾌적성이 저하되는 문제가 있고, 뿐만 아니라 후석으로 공급되는 더운 공기로 인해 차량실내의 온도가 상승하여 결국 에어컨의 작동구간도 증대되는 문제가 있었다.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 후석 온도조절스위치의 조작을 통한 후석 온도조절시, 전석 온도조절도어의 위치와 연계하여 후석 온도조절도어의 위치를 제어함으로써, 후석 토출온도와 전석 토출온도간에 편차가 크지 않게 되어, 후석 토출온도의 영향이 전석에까지 미치는 것을 최소화하여 전석 탑승자의 쾌적성을 향상함은 물론 후석 탑승자의 쾌적성도 향상할 수 있고, 아울러 에어컨의 작동구간도 줄일 수 있어 연비를 향상할 수 있는 차량용 공조장치을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉,온풍통로를 갖는 전석공기통로와, 상기 전석공기통로의 하부에 형성되는 후석공기통로가 구비된 공조케이스와, 상기 공조케이스내에서 전석공기통로와 후석공기통로의 상류측에 설치되는 증발기 및 상기 온풍통로상에 설치되는 히터코어와, 상기 전석공기통로상에 설치되어 상기 냉풍통로와 온풍통로의 개도를 조절하여 전석 공간의 온도를 조절하는 전석 온도조절도어와, 상기 후석공기통로상에 설치되어 상기 증발기를 통과한 공기에 대해 상기 후석공기통로 및 온풍통로 유입량을 조절하여 후석 공간의 온도를 조절하는 후석 온도조절도어를 포함하며, 상기 후석 온도조절도어를 제어하는 후석 온도조절스위치의 조작을 통해 후석 온도를 조절하도록 이루어진 차량용 공조장치에 있어서, 상기 후석 온도조절스위치의 조작을 통한 후석 온도조절시, 상기 전석 온도조절도어의 위치와 연계하여 상기 후석 온도조절도어의 위치를 제어하는 제어부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 후석 온도조절스위치의 조작을 통한 후석 온도조절시, 전석 온도조절도어의 위치와 연계하여 후석 온도조절도어의 위치를 제어함으로써, 후석 토출온도와 전석 토출온도간에 편차가 크지 않게 되어, 후석 토출온도의 영향이 전석에까지 미치는 것을 최소화하여 전석 탑승자의 쾌적성을 향상함은 물론 후석 탑승자의 쾌적성도 향상할 수 있다.

또한, 후석 토출온도가 전석 토출온도와 편차가 크지 않는 범위내에서 제어되므로 후석 토출온도로 인해 차량실내의 온도가 상승하는 것을 방지하고 에어컨의 작동구간도 줄일 수 있어 연비를 향상할 수 있다.

도 1은 종래의 싱글 존 공조장치를 나타내는 단면도,
도 2는 종래의 트리플 존 공조장치를 나타내는 단면도,
도 3은 종래의 후석 온도조절스위치의 위치별(공조모드별)로 외기온도에 따른 토출온도를 나타내는 그래프,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 후석 토출하우징측을 나타내는 단면 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 후석 온도조절스위치의 위치별(공조모드별)로 외기온도에 따른 토출온도를 나타내는 그래프,
도 7은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 전석 최대냉방모드 및 후석 최대냉방모드를 나타내는 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 전석 최대난방모드 및 후석 최대난방모드를 나타내는 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 전석 중간모드(온도조절모드) 및 후석 중간모드(온도조절모드)를 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공조장치(100)는, 일측에 공기유입구(111)가 형성되고 타측(출구측)에는 복수개의 전석 공기토출구가 형성되며 내부에는 냉,온풍통로(P1,P2,P3)를 갖는 전석공기통로(105)와, 상기 전석공기통로(105)의 하부에 형성되는 후석공기통로(140)가 구비된 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110)내에서 전석공기통로(105)와 후석공기통로(140)의 상류측에 설치되는 증발기(101) 및 상기 온풍통로(P2)상에 설치되는 히터코어(102)와, 상기 증발기(101)와 히터코어(102)의 사이에 설치됨과 아울러 상기 히터코어(102)를 바이패스하도록 하는 냉풍통로(P1) 및 상기 히터코어(102)를 통과하도록 하는 온풍통로(P2,P3)의 개도를 조절하는 전석 온도조절도어(115)를 포함하여 구성된다.

상기 공조케이스(110)는, 서로 조립되는 좌,우측케이스(110a,110b)와, 상기 좌,우측케이스(110a,110b)의 하부에 조립되는 일체형 하부케이스(110c)로 이루어진다.

아울러, 상기 공조케이스(110)에는 내부를 좌,우로 구획하는 세퍼레이터(118)가 설치되어 전석 좌,우 공간 및 후석 좌,우 공간의 온도를 독립제어 할 수 있다.

또한, 상기 복수개 전석 공기토출구의 상류측에는 상기 냉풍통로(P1)를 통과한 냉풍과 상기 온풍통로(P2,P3)를 통과한 온풍이 서로 혼합되는 믹싱영역(MC)이 형성된다.

한편, 상기 온풍통로(P2,P3)는 상기 히터코어(102)를 경유하는 "U"자 형태로 형성되며, 온풍통로의 입구(P2)는 상기 냉풍통로(P1)로부터 분기되고, 온풍통로의 출구(P3)는 상기 믹싱영역(MC)과 연통하게 된다.

따라서, 상기 온풍통로의 입구(P2)로 유입된 공기가 히터코어(102)를 통과한 후 유턴하여 상기 온풍통로의 출구(P3)를 통해 믹싱영역(MC)측으로 유동하게 되며, 이때 상기 온풍통로의 입구(P2)와 온풍통로의 출구(P3) 사이에는 격벽(119)이 형성되어 상기 온풍통로의 입구(P2)측 공기와 상기 온풍통로의 출구(P3)측 공기를 구획하게 된다.

상기 격벽(119)은 상기 히터코어(102)의 상단측에 형성되며, 좀더 상세하게는 상기 히터코어(102)의 상단측에서부터 상기 전석 온도조절도어(115)의 회전축 위치까지 연장 형성된다.

그리고, 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)에는 내기 또는 외기를 도입하여 공조케이스(110)내로 송풍하는 송풍장치(미도시)가 설치된다.

상기 복수개의 전석 공기토출구는, 차량의 앞유리쪽으로 공기를 토출시키기 위한 디프로스트 벤트(112)와, 전석 탑승자의 얼굴쪽으로 공기를 토출시키기 위한 페이스 벤트(113)와, 전석 탑승자의 발쪽으로 공기를 토출시키기 위한 플로어 벤트(114)가 차례로 형성된다.

아울러, 상기 각 벤트(112~114)들은 복수개의 전석 모드도어(116)에 의하여 개폐되면서 그 개도가 조절된다.

한편, 상기 온풍통로의 출구(P3)와 상기 플로어 벤트(114)의 사이에는 구획벽(117)이 형성되며, 상기 구획벽(117)에 의해 상기 온풍통로의 출구(P3)로 유동하는 공기와 상기 플로어 벤트(114)로 유동하는 공기가 구획된다.

그리고, 상기 증발기(101)는 상기 전석공기통로(105)와 후석공기통로(140)의 상류측인 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)와 인접한 위치에 세워지게 설치되고, 상기 히터코어(102)는 상기 온풍통로(P2,P3)상에서 세워지게 설치된다.

한편, 상기 증발기(101) 및 히터코어(102)는 상기 공조케이스(110)의 내부에 수직으로 설치될 수도 있으나, 도면에서와 같이 일정각도 경사지게 설치될 수도 있다.

도면에는 도시되지 않았지만, 상기 증발기(101)에는 냉매파이프를 통해 압축기와 응축기 및 팽창밸브가 연결되어 냉동사이클을 형성함으로써 증발기(101)를 통과하는 공기가 냉각되게 되고, 상기 히터코어(102)에는 냉각수파이프를 통해 엔진과 연결되어 엔진에 의해 뜨거워진 냉각수가 상기 히터코어(102)로 순환하게 됨으로써 히터코어(102)를 통과하는 공기가 가열되게 된다.

물론, 전기자동차나 하이브리드 자동차에서는 상기 히터코어(102) 대신 전기가열식 히터가 설치될 수도 있다.

그리고, 상기 전석 온도조절도어(115)는, 상기 공조케이스(110)내 증발기(101)와 히터코어(102)의 사이에 설치되는 회전축과, 상기 회전축을 중심으로 일측에 형성되어 상기 냉풍통로(P1) 및 온풍통로의 입구(P2)측 개도를 조절하는 제1도어부(115a)와, 상기 회전축을 중심으로 타측에 형성되어 상기 온풍통로의 출구(P3)측 개도를 조절하는 제2도어부(115b)로 구성된다.

따라서, 상기 전석 온도조절도어(115)는, 최대냉방모드시, 상기 제1도어부(115a)가 냉풍통로(P1)를 개방하고 온풍통로의 입구(P2)를 폐쇄함과 동시에 제2도어부(115b)는 온풍통로의 출구(P3)를 폐쇄함으로써, 상기 히터코어(102)에 의해 뜨거워진 온풍통로내의 공기가 믹싱영역(MC)측으로 유동하는 것을 방지하게 된다.

또한, 최대난방모드시에는, 상기 제1도어부(115a)가 냉풍통로(P1)를 폐쇄하고 온풍통로의 입구(P2)를 개방함과 동시에 상기 제2도어부(115b)는 온풍통로의 출구(P3)를 개방하게 된다.

그리고, 상기 공조케이스(110)내의 히터코어(102) 하부측에는 후석공기통로(140)가 형성된다.

상기 후석공기통로(140)는, 상기 온풍통로(P2,P3)와 구획벽(144)을 통해 구획 형성되며, 차실내의 콘솔박스(미도시)를 통해 후석 공간으로 공기를 공급하여 후석 독립공조를 수행하게 된다.

상기 후석공기통로(140)의 입구는 상기 증발기(101)의 하류측(후방측) 통로와 연통하도록 형성되고, 후석공기통로(140)의 출구는 후술하는 후석 토출하우징(120)과 연통하게 되며, 상기 후석 토출하우징(120)은 차실내의 콘솔박스(미도시)와 덕트(미도시)를 통해 연결되게 된다.

또한, 상기 후석공기통로(140) 출구측에 형성된 후석 토출하우징(120)에는, 상기 후석측으로 공기를 토출하도록 복수개의 공기토출구(120a)가 형성된다.

상기 복수개의 공기토출구(120a)는, 상기 후석 탑승자의 얼굴쪽으로 공기를 토출하기 위한 후석 페이스 벤트(121)와, 후석 탑승자의 발쪽으로 공기를 토출하기 위한 후석 플로어 벤트(122)로 이루어진다.

상기 후석 페이스 벤트(121)는 상기 후석 토출하우징(120)의 폭방향 중앙에 형성되고 상기 후석 플로어 벤트(122)는 상기 후석 토출하우징(120)의 폭방향 양단부측에 각각 형성되되, 상기 후석 페이스 벤트(121)와 후석 플로어 벤트(122)는 상기 후석 모드도어(145)의 회전중심을 기준으로 서로 상이한 각도상에 형성된다.

즉, 상기 후석 토출하우징(120)의 외주면에서 상기 후석 페이스 벤트(121)는 후석 모드도어(145)의 회전축(146)을 중심으로 3시방향에 연통 형성되고, 상기 후석 플로어 벤트(122)는 후석 모드도어(145)의 회전축(146)을 중심으로 6시방향에 연통 형성된다.

그리고, 상기 후석 토출하우징(120)의 내부에는 후석 공기토출모드에 따라 상기 복수개의 공기토출구(120a)인 상기 후석 페이스 벤트(121)와 후석 플로어 벤트(122)의 개도를 조절하는 후석 모드도어(145)가 회전가능하게 설치된다.

여기서, 상기 후석 모드도어(145)는, 로터리 타입 도어(Rotary Type Door)로 구성되며, 상기 후석 토출하우징(120)내의 마주하는 양측면에 각각 회전가능하게 설치되는 회전축(146)과, 상기 회전축(146)과 반경방향으로 일정간격 이격됨과 아울러 회전방향 양단부에 실링벽(147a)이 형성되어 상기 후석 페이스 벤트(121) 및 후석 플로어 벤트(122)의 개도를 조절하는 돔플레이트(147)와, 상기 돔플레이트(147)의 양단부와 상기 회전축(146)을 연결하는 한 쌍의 측면판(148)으로 이루어진다.

그리고, 상기 온풍통로(P2,P3)와 후석공기통로(140)를 구획하는 구격벽(144)에는, 상기 후석공기통로(140)와 상기 히터코어(102)의 전방 온풍통로를 연통시키는 온풍입구(135)와, 상기 히터코어(102)의 후방 온풍통로와 상기 후석 토출하우징(120)을 연통시키는 온풍출구(136)가 형성된다.

다시말해, 상기 후석공기통로(140)의 입구측은 상기 증발기(101)의 후방측 통로와 상기 온풍입구(135)를 통해 상기 온풍통로(P2)와 연통하게 된다.

또한, 상기 공조케이스(110)내의 후석공기통로(140)상에는 상기 증발기(101)를 통과한 공기에 대해 상기 후석공기통로(140) 및 온풍통로(P2) 유입량을 조절하여 후석 공간의 온도를 조절하는 후석 온도조절도어(141)가 설치되고, 상기 공조케이스(110)내의 히터코어(102) 후방측에는 상기 히터코어(102)를 통과한 공기의 상기 후석 토출하우징(120) 유입량을 조절하는 후석 보조온도조절도어(142)가 설치된다.

좀더 상세하게는, 상기 후석 온도조절도어(141)는 상기 히터코어(102) 전방의 온풍입구(135) 일측에 설치되어 상기 후석공기통로(140)와 온풍입구(135)의 개도를 조절하게 된다. 따라서, 상기 후석 온도조절도어(141)는 상기 온풍입구(135) 및 온풍출구(136)를 통해 히터코어(102)를 통과하는 온풍과, 상기 후석공기통로(140)를 통해 히터코어(102)를 바이패스하는 냉풍의 혼합되는 양을 조절하게 된다.

아울러, 상기 후석 보조온도조절도어(142)는, 상기 히터코어(102) 후방의 온풍출구(136) 일측에 설치되어 온풍출구(136)의 개도를 조절하게 된다. 따라서 상기 후석 보조온도조절도어(142)는 상기 히터코어(102)를 통과한 온풍 중 일부를 상기 후석 토출하우징(120)측으로 공급하게 된다.

한편, 상기 후석 보조온도조절도어(142)는 상기 후석 온도조절도어(141)와 링크(미도시)로 연결되어 연동하게 된다.

또한, 상기 후석공기통로(140)의 내부에는 상기 후석공기통로(140)의 개도를 조절 할 수 있도록 후석 온오프도어(143)가 설치된다.

상기 후석 온도조절도어(141)와, 후석 보조온도조절도어(142) 및 후석 온오프도어(143)는, 플랫 타입 도어(Flat Type Door)로 구성되는데, 즉, 상기 공조케이스(110)의 내측면에 회전가능하게 설치되는 회전축과, 상기 회전축의 외주면에 평판 형태로 연장 형성되는 플레이트로 이루어진다.

그리고, 후석 공간에는 상기 후석 온도조절도어(141)를 제어하도록 후석 온도조절스위치(미도시)가 설치되며, 탑승자가 상기 후석 온도조절스위치의 조작을 통해 후석 온도를 조절하게 된다.

상기 후석 온도조절스위치는 조작위치에 따라 최대 냉방모시, 냉방모드, 중간모드, 난방모드, 최대 난방모드와 같이 총 5개의 공조모드를 수행할 수 있다. 물론 상기 5개의 공조모드는 변경가능하다.

따라서, 후석에 탑승한 탑승자가 상기 후석 온도조절스위치를 조작하여 상기 5개의 공조모드 중 하나를 선택하게 되면 상기 후석 온도조절도어(141)가 상기 후석공기통로(140)와 온풍입구(135)의 개도를 조절하여 후석으로 토출되는 공기의 온도를 조절하게 되는 것이다.

그리고, 본 발명에서는, 상기 후석 온도조절스위치의 조작을 통한 후석 온도조절시, 상기 전석 온도조절도어(115)의 위치와 연계하여 상기 후석 온도조절도어(141)의 위치를 제어하는 제어부(미도시)가 구비된다.

즉, 탑승자가 상기 후석 온도조절스위치를 조작하게 되면, 상기 전석 온도조절도어(115)의 위치를 확인하여 상기 전석 온도조절도어(115)의 위치에 따라 상기 후석 온도조절도어(141)의 위치를 제어하는 것이다.

좀더 상세히 설명하면, 상기 제어부는, 상기 후석 온도조절스위치의 조작을 통한 후석 온도조절시, 상기 전석 온도조절도어(115)의 위치별로 상기 후석 온도조절도어(141) 작동 위치의 상한치 및 하한치를 제한하여, 상기 제한된 작동 범위내에서 후석 온도조절도어(141)의 위치를 제어하여 후석 온도조절을 수행하게 된다.

상기 전석 온도조절도어(115)는, 상기 냉풍통로(P1)를 개방하고 온풍통로(P2)(P3)를 폐쇄하는 최대 냉방모드 위치에서부터 상기 온풍통로(P2)(P3)를 개방하고 냉풍통로(P1)를 폐쇄하는 최대 난방모드 위치까지 일정각도씩 회전하면서 위치가 가변되어 전석 온도를 조절하게 되고,

상기 후석 온도조절도어(141)는, 상기 후석공기통로(140)를 개방하고 온풍입구(135)를 폐쇄하는 최대 냉방모드 위치에서부터 상기 온풍입구(135)를 개방하고 후석공기통로(140)를 폐쇄하는 최대 난방모드 위치까지 일정각도씩 회전하면서 위치가 가변되어 후석 온도를 조절하게 된다.

여기서, 상기 후석 온도조절도어(141)의 최대 작동 범위는 상기 후석공기통로(140)를 폐쇄하는 위치에서부터 상기 온풍입구(135)를 폐쇄하는 위치까지이다.

종래에는 탑승자가 후석 온도조절스위치 조작시 상기 최대 작동 범위내에서 상기 후석 온도조절도어의 위치가 제어되었으나,

본 발명에서는, 탑승자가 후석 온도조절스위치 조작시, 상기 전석 온도조절도어(115)의 위치에 따라 상기 후석 온도조절도어(141)의 작동 범위를 제한하도록 한 것이다.

다시 말하면, 상기 전석 온도조절도어(115)의 위치가 냉방모드에 위치하거나, 중간모드(온도조절모드)에 위치하거나, 난방모드에 위치할 수 있는데, 일예로 상기 전석 온도조절도어(115)의 위치가 냉방모드에 위치하고 있다고 가정하면 상기 후석 온도조절스위치 조작시 상기 후석 온도조절도어(141)의 위치는 후석 냉방모드 위치에서부터 크게 벗어나지 않도록 작동 범위를 제한하여 후석 토출온도와 전석 토출온도간에 편차가 크지 않도록 하는 것이다.

즉, 전석 온도조절도어(115)의 위치가 냉방모드에 위치하고 있는 상태에서 탑승자가 상기 후석 온도조절스위치를 조작하여 후석 최대 난방모드를 선택한 경우, 상기 제어부는 상기 후석 온도조절도어(141)의 위치를 최대 난방모드 위치로 제어하지 않고 최대 난방모드시 보다는 낮은 온도의 모드(일예로 중간모드 또는 난방모드) 위치로 제어함으로써, 후석 토출온도와 전석 토출온도간에 편차가 크지 않게 되는 것이다.는

이처럼, 탑승자가 후석 온도조절스위치를 조작하여 후석 온도를 조절할 때, 상기 전석 온도조절도어(115)의 위치에 따라 후석 온도조절도어(141)의 위치를 선정하며, 이때 상기 후석 온도조절도어(141)의 작동 범위는 후석 토출온도가 전석 토출온도와 편차가 크지 않도록 전석 온도조절도어(115)의 위치와 연계하여 후석 온도조절도어(141)의 작동 범위를 제한함으로써, 후석 토출온도의 영향이 전석에까지 미치는 것을 최소화하여 전석 탑승자의 쾌적성을 향상함은 물론 후석 탑승자의 쾌적성도 향상할 수 있다.

아울러, 후석 토출온도가 전석 토출온도와 편차가 크지 않는 범위내에서 따라가므로 후석 토출온도로 인해 차량실내의 온도가 상승하는 것을 방지하고 에어컨의 작동구간도 줄일 수 있어 연비를 향상할 수 있다.

도 6은, 후석 온도조절스위치의 위치별(공조모드별)로 외기온도에 따른 토출온도를 나타내는 그래프로서, 상기 후석 온도조절스위치는 조작위치에 따라 최대 냉방모드, 냉방모드, 중간모드, 난방모드, 최대 난방모드와 같이 총 5개의 공조모드를 수행할 수 있으며, 각 공조모드별로 토출온도는 도 6의 그래프와 같다.

도 6에서 파란색 점선박스는 전석 냉방모드일 때의 토출온도 범위이고, 빨간색 점선박스는 전석 난방모드일 때의 토출온도 범위이며, 검은색 점선박스는 중간모드(온도조절모드)일 때의 토출온도 범위이다.

도 6에서 일예로, 전석이 냉방모드(파란석 점선박스)로 작동중일 때, 후석은 상기 후석 온도조절스위치를 통해 5개의 공조모드를 수행할 수 있으며, 이때 후석 최대냉방모드, 냉방모드, 중간모드까지의 후석 토출온도는 전석 토출온도(파란석 점선박스) 범위에서 제어가 되고, 후석 난방모드 및 최대 난방모드시의 후석 토출온도는 전석 토출온도 범위를 벗어나긴 하나 편차가 크지 않음을 알 수 있다.

즉, 탑승자가 후석 온도조절스위치를 조작하여 후석 난방모드 및 최대 난방모드를 선택하더라도 상기 전석 온도조절도어(115)의 위치에 연와하여 상기 후석 온도조절도어(141)의 위치가 제어되므로 후석 난방모드 및 최대 난방모드시의 후석 토출온도가 전석 토출온도와 편차가 크지 않는 것이다.

한편, 상기 제어부는, 상기 후석 온도조절스위치의 위치에 따라 상기 후석 모드도어(145)를 제어하여 후석 공기토출모드를 전환하게 된다. 즉, 후석 토출온도가 높으면 후석 공기토출모드를 후석 플로어모드로 전환하고, 후석 토출온도가 낮으면 후석 공기토출모드를 후석 벤트모드로 전환함으로써, 후석 쾌적성을 향상할 수 있다.

물론, 상기 제어부는, 전석 공기토출모드에 따라 상기 후석 공기토출모드를 선정할 수도 있다.

이하, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 작용을 설명하기로 한다.

일반적인 공기토출모드(디프로스트 모드, 벤트 모드, 바이레벨 모드, 플로어 모드, 믹스 모드)에 대한 설명은 생략하고, 대표적으로 전석 최대냉방모드 및 후석 최대냉방모드와, 전석 최대난방모드 및 후석 최대난방모드와, 전석 중간모드(온도조절모드) 및 후석 중간모드(온도조절모드)에 대해서만 설명하기로 한다.

가. 전석 최대냉방모드 및 후석 최대냉방모드(도 7)

전석 최대냉방모드 및 후석 최대냉방모드는, 도 7과 같이, 전석 냉방을 위해 상기 전석 온도조절도어(115)는 냉풍통로(P1)를 개방하고 온풍통로의 입,출구(P2,P3)를 폐쇄하게 된다.

또한, 후석 냉방을 위해 상기 후석 온오프도어(143)는 후석공기통로(140)를 개방하고, 상기 후석 온도조절도어(141)는 온풍입구(135)를 폐쇄하며, 상기 후석 보조온도조절도어(142)는 온풍출구(136)를 폐쇄하게 된다.

한편, 상기 후석 모드도어(145)는 상기 후석 플로어 벤트(122)를 폐쇄하게 된다.

아울러, 에어컨이 가동되어 상기 증발기(101)에 차가운 냉매가 순환하게 된다.

따라서, 상기 송풍장치를 통해 공조케이스(110) 내부로 송풍된 공기는, 상기 증발기(101)를 통과하는 과정에서 냉풍으로 바뀐 뒤, 일부는 상기 냉풍통로(P1)를 통해 전석 공기토출구로 토출되어 전석 공간을 냉방하게 되고,

일부는 상기 후석공기통로(140) 및 후석 페이스 벤트(121)를 통해 후석 탑승자의 얼굴쪽으로 토출되어 후석 공간을 냉방하게 된다.

나. 전석 최대난방모드 및 후석 최대난방모드(도 8)

전석 최대난방모드 및 최대후석 난방모드는, 도 8과 같이, 전석 난방을 위해 상기 전석 온도조절도어(115)는 냉풍통로(P1)를 폐쇄하고 온풍통로의 입,출구(P2,P3)를 개방하게 된다.

또한, 후석 난방을 위해 상기 후석 온오프도어(143)는 후석공기통로(140)를 폐쇄하고, 상기 후석 온도조절도어(141)는 온풍입구(135)를 개방하며, 상기 후석 보조온도조절도어(142)는 온풍출구(136)를 개방하게 된다.

한편, 상기 후석 모드도어(145)는 상기 후석 페이스 벤트(121)를 폐쇄하게 된다.

아울러, 에어컨은 정지되고, 상기 히터코어(102)에는 뜨거운 엔진 냉각수가 순환하게 된다.

따라서, 상기 송풍장치를 통해 공조케이스(110) 내부로 송풍된 공기는, 상기 증발기(101)를 통과하게 되고, 상기 증발기(101)를 통과한 공기 중 일부는 온풍통로(P2,P3)를 통해 히터코어(102)를 통과하는 과정에서 온풍으로 바뀐 뒤 전석 공기토출구로 토출되어 전석 공간을 난방하게 되고,

일부는, 상기 후석공기통로(140) 입구로 유입된 후 온풍입구(135)를 통해 상기 온풍통로로 유입되고, 계속해서 히터코어(102)를 통과하는 과정에서 온풍으로 바뀐 뒤 온풍출구(136)를 통해 후석공기통로(140)의 출구측 후석 토출하우징(120)으로 배출되며, 계속해서 상기 후석 플로어 벤트(122)를 통해 후석 탑승자의 발쪽으로 토출되어 후석 공간을 난방하게 된다.

다. 전석 중간모드(온도조절모드) 및 후석 중간모드(온도조절모드)(도 9)

전석 중간모드(온도조절모드) 및 후석 중간모드(온도조절모드)는, 도 9와 같이, 전석을 적절한 온도로 제어하기 위해 상기 전석 온도조절도어(115)는 냉풍통로(P1) 및 온풍통로의 입,출구(P2,P3)를 모두 개방하게 된다.

또한, 후석을 적절한 온도로 제어하기 위해 상기 후석 온도조절도어(141)는 후석공기통로(140) 및 온풍입구(135)를 모두 개방하고, 상기 후석 보조온도조절도어(142)도 온풍출구(136)를 개방하게 된다.

아울러, 상기 후석 온오프도어(143)는 후석공기통로(140)를 일정량 개방하게 된다.

한편, 상기 후석 모드도어(145)는 상기 후석 플로어 벤트(122)를 폐쇄하게 되나, 이는 공기토출모드에 따라 변경될 수 있다.

아울러, 에어컨이 가동되어 상기 증발기(101)에 차가운 냉매가 순환하게 되고, 상기 히터코어(102)에는 뜨거운 엔진 냉각수가 순환하게 된다.

따라서, 상기 송풍장치를 통해 공조케이스(110) 내부로 송풍된 공기는, 상기 증발기(101)를 통과하는 과정에서 냉풍으로 바뀌게 되고, 상기 증발기(101)를 통과한 냉풍 중 일부는 냉풍통로(P1)를 통해 믹싱영역(MC)으로 유동하고, 일부는 온풍통로(P2,P3)를 통해 히터코어(102)를 통과하는 과정에서 온풍으로 바뀐 뒤 믹싱영역(MC)으로 유동하여 냉풍과 혼합된 후 전석 공기토출구로 토출되어 전석 공간을 적절한 온도로 제어하게 되고,

또한, 상기 증발기(101)를 통과한 냉풍 중 일부는 상기 후석공기통로(140)의 입구로 유입되는데, 상기 후석공기통로(140)의 입구로 유입된 냉풍 중 일부는 상기 후석공기통로(140)를 통해 후석 토출하우징(120)측으로 유동하고, 일부는 온풍입구(135)를 통해 히터코어(102)를 통과하는 과정에서 온풍으로 바뀐 뒤 온풍출구(136)를 후석 토출하우징(120)측으로 유동하여 냉풍과 혼합된 후 콘솔박스측으로 공급되어 후석 공간을 적절한 온도로 제어하게 된다.

상기의 과정에서, 탑승자가 후석 온도조절스위치를 조작하여 후석 공조모드(최대 냉방모드, 냉방모드, 중간모드, 난방모드, 최대 난방모드)를 변경하게 되면, 상기 후석 온도조절도어(141)의 위치가 바뀌게 되는데, 이때 상기 제어부는 상기 전석 온도조절도어(115)의 위치에 따라 상기 후석 온도조절도어(141)의 위치를 선정함은 물론 후석 온도조절도어(141)의 작동 범위를 제한하여 후석 토출온도가 전석 토출온도와 편차가 크지 않도록 하게 된다.

100: 공조장치 101: 증발기
102: 히터코어 105: 전석공기통로
110: 공조케이스
111: 공기유입구 112: 디프로스트 벤트
113: 페이스 벤트 114: 플로어 벤트
115: 전석 온도조절도어 115a: 제1도어부
115b: 제2도어부 116: 전석 모드도어
117: 구획벽 118: 세퍼레이터
119: 격벽
120: 후석 토출하우징 121: 후석 페이스 벤트
122: 후석 플로어 벤트
135: 온풍입구 136: 온풍출구
140: 후석공기통로 141: 후석 온도조절도어
142: 후석 보조온도조절도어 143: 후석 온오프도어
144: 구획벽
145: 후석 모드도어

Claims

냉,온풍통로(P1,P2,P3)를 갖는 전석공기통로(105)와, 상기 전석공기통로(105)의 하부에 형성되는 후석공기통로(140)가 구비된 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110)내에서 전석공기통로(105)와 후석공기통로(140)의 상류측에 설치되는 증발기(101) 및 상기 온풍통로(P2)상에 설치되는 히터코어(102)와, 상기 전석공기통로(105)상에 설치되어 상기 냉풍통로(P1)와 온풍통로(P2)의 개도를 조절하여 전석 공간의 온도를 조절하는 전석 온도조절도어(115)와, 상기 후석공기통로(140)상에 설치되어 상기 증발기(101)를 통과한 공기에 대해 상기 후석공기통로(140) 및 온풍통로(P2) 유입량을 조절하여 후석 공간의 온도를 조절하는 후석 온도조절도어(141)를 포함하며, 상기 후석 온도조절도어(141)를 제어하는 후석 온도조절스위치의 조작을 통해 후석 온도를 조절하도록 이루어진 차량용 공조장치에 있어서,
상기 후석 온도조절스위치의 조작을 통한 후석 온도조절시, 상기 전석 온도조절도어(115)의 위치와 연계하여 상기 후석 온도조절도어(141)의 위치를 제어하는 제어부를 더 포함하며,
상기 제어부는, 상기 전석 온도조절도어(115)의 위치별로 상기 후석 온도조절도어(141) 작동 위치의 상한치 및 하한치를 제한하여, 상기 제한된 작동 범위내에서 후석 온도조절도어(141)의 위치를 제어하여 후석 온도조절을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 공조케이스(110)의 후석공기통로(140) 출구측에는 후석측으로 공기를 토출할 수 있도록 후석 페이스 벤트(121) 및 후석 플로어 벤트(122)를 갖는 후석 토출하우징(120)이 구비되고,
상기 후석 토출하우징(120)의 내부에는 후석 공기토출모드에 따라 상기 후석 페이스 벤트(121) 및 후석 플로어 벤트(122)의 개도를 조절하는 후석 모드도어(145)가 설치되며,
상기 제어부는, 상기 후석 온도조절스위치의 위치에 따라 상기 후석 모드도어(145)를 제어하여 후석 공기토출모드를 전환하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.