KR101776497B1 - 차량의 개별공조 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

에바코어 및 히터코어가 순차적으로 구비된 운전석 공조모듈과 조수석 공조모듈; 에바코어를 통과 후 실내 유출구로 이어지는 제1유로; 에바코어를 통과 후 히터코어를 통과하여 실내 유출구로 이어지는 제2유로; 및 제1유로 및 제2유로를 개방 또는 폐쇄시키는 온도조절도어;를 포함하는 차량의 개별공조 장치가 소개된다.

Description

차량의 개별공조 장치 및 그 제어방법 {INDIVIDUAL AIR CONDITIONING APPARAUS FOR VEHICLE AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 차량의 공조장치에 관한 것으로 운전석과 조수석의 공조여부를 개별적으로 제어할 수 있는 개별공조 장치에 관한 것이다.
자동차에는 실내를 냉, 난방하기 위한 공조시스템이 설치된다. 이러한 공조시스템은, 차량의 실내온도를 항상 쾌적하게 유지시키는 것이 중요한 과제로 되어 있다.
차량용 공조시스템 중 냉각기는 냉매를 압축하는 컴프레서, 컴프레서에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기, 응축기에서 응축되어 액화된 냉매를 저온 저압의 상태로 만드는 팽창밸브, 그리고 냉매의 증발 잠열을 이용하여 공기를 냉각하는 증발기 등을 구성요소로서 포함한다. 일반적으로 이러한 냉각 시스템은 공기의 온도를 낮추며 절대 습도를 조절한다.
난방은 엔진룸의 열을 식히기 위한 냉각수가 엔진의 열을 빼앗아 고온의 상태가 되었을 때 이것을 열원으로 사용하며 히터코어와 엔진의 냉각수의 순환을 위한 펌프로 구성이 된다. 일반적으로 이러한 난방 시스템은 공기의 온도를 높이며 상대습도를 조절한다.
그러나 전기를 동력원으로 사용하는 친환경 차량과 같은 경우 모터를 포함한 컴프레서의 동작 및 엔진 냉각수를 대체하는 PTC소자 등 모든 장치의 에너지원으로써 전기가 사용되고 이는 모두 배터리로부터 충당하여야 하는바, 이는 차량의 주행거리와 직결되기 때문에 각종 장치의 소비에너지의 감소가 최대의 관심사이다.
그 중 하나로써 차량에 운전자만 탑승하는 경우 운전석 주변의 공기를 집중적으로 공조하여 에너지 소모를 줄이는 개별공조 시스템이 연구되고 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR, KR10-2008-0076219, A
본 발명은 저가형 차량에도 적용하여 개별공조를 수행할 수 있는 공조장치를 제공하며, 운전석과 조수석측의 풍량을 배분하여 개별공조 수행시에도 창문에 발생하는 결로 현상을 줄일 수 있는 차량의 개별공조 장치 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 개별공조 장치는 운전석 공조덕트가 구비되고, 일측에 운전석측 유입구가 형성되며 타측에 운전석측 실내 유출구가 형성되며, 운전석측 유입구측에 에바코어 및 히터코어가 순차적으로 구비된 운전석 공조모듈; 조수석 공조덕트가 구비되고, 일측에 조수석측 유입구가 형성되며 타측에 조수석측 실내 유출구가 형성되며, 조수석측 유입구측에 에바코어 및 히터코어가 순차적으로 구비된 조수석 공조모듈; 에바코어를 통과 후 실내 유출구로 이어지는 제1유로; 에바코어를 통과 후 히터코어를 통과하여 실내 유출구로 이어지는 제2유로; 및 제1유로 및 제2유로를 개방 또는 폐쇄시키는 온도조절도어;를 포함한다.
운전석측 실내 유출구 및 조수석측 실내 유출구는 DEF유출구, VENT유출구 및 FLOOR유출구로 구성될 수 있다.
조수석측 DEF유출구에 위치하고, DEF유출구의 유로를 감소시키는 방향으로 연장되어 형성된 에어가이드;를 더 포함할 수 있다.
온도조절도어를 제어하는 제어부;를 더 포함하고, 제어부는 개별공조 신호가 입력되는 경우 조수석측의 제1유로와 제2유로를 폐쇄제어할 수 있다.
DEF유출구를 개방 및 폐쇄시키는 모드도어;를 더 포함하고 제어부는 개별공조 신호가 입력되고, FLOOR모드 또는 MIX모드의 동작신호가 입력되는 경우 모드도어의 개방량을 증가시킬 수 있다.
개별공조 동작신호를 감지하는 공조신호 감지단계; 및 공조신호 감지단계에서 개별공조 신호가 감지된 경우 공조장치가 DEF모드로 동작하는지 여부를 판단하는 제1모드판단단계;를 포함하고, 제1모드판단단계에서 DEF모드로 동작하는 것으로 판단된 경우, 개별공조 동작을 해제한다.
제1모드판단단계에서 DEF모드로 동작하지 않는 것으로 판단된 경우, FLOOR모드 또는 MIX모드 인지 여부를 판단하는 제2모드판단단계; 및 모드도어를 제어하는 모드도어 제어단계;를 더 포함하고, 제2모드판단단계에서 FLOOR모드 또는 MIX모드로 동작하는 것으로 판단된 경우, 모드도어를 제어하여 개방량을 증가시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 차량의 개별공조 장치 및 그 제어방법에 따르면, 별도 장치의 추가에 의한 원가상승이 없이 기존의 부품을 개선함으로써 저가형 차량에도 개별공조 시스템을 구현할 수 있게 되고, 개별공조의 수행시 발생되는 조수석측 창문의 결로 현상 발생을 지연시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 개별공조 장치의 사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 개별공조 장치의 조수석 공조모듈의 내부 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 개별공조 장치의 온도조절도어가 제1유로 및 제2유로를 막고 있는 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 개별공조 장치의 냉방모드 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 개별공조 장치의 난방모드 도면
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 개별공조 장치의 온도조절모드 도면
도 7 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 개별공조 장치의 개별공조모드에서 모드도어의 개방량 조절도면
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 개별공조 장치의 에어가이드 도면
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 개별공조 장치의 제어방법 순서도
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 개별공조 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 개별공조 장치의 조수석 공조모듈(200)의 내부 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 개별공조 장치의 온도조절도어(501)가 제1유로(401) 및 제2유로(403)를 막고 있는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 개별공조 장치의 냉방모드 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 개별공조 장치의 난방모드 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 개별공조 장치의 온도조절모드 도면이다.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 개별공조 장치의 개별공조모드에서 모드도어(503)의 개방량 조절되는 상태를 나타내며, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 개별공조 장치의 에어가이드 도면이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 개별공조 장치의 제어방법 순서도이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 개별공조 장치는 운전석 공조덕트(101)가 구비되고, 일측에 운전석측 유입구(103)가 형성되며 타측에 운전석측 실내 유출구(105)가 형성되며, 운전석측 유입구(103)측에 에바코어(301) 및 히터코어(303)가 순차적으로 구비된 운전석 공조모듈(100); 조수석 공조덕트(201)가 구비되고, 일측에 조수석측 유입구(203)가 형성되며 타측에 조수석측 실내 유출구(205)가 형성되며, 조수석측 유입구(203)에 에바코어(301) 및 히터코어(303)가 순차적으로 구비된 조수석 공조모듈(200); 에바코어(301)를 통과 후 실내 유출구로 이어지는 제1유로(401); 에바코어(301)를 통과 후 히터코어(303)를 통과하여 실내 유출구로 이어지는 제2유로(403); 및 제1유로(401) 및 제2유로(403)를 개방 또는 폐쇄시키는 온도조절도어(501);를 포함한다.
온도조절도어(501)를 제어하는 제어부;를 더 포함하고, 제어부는 개별공조 신호가 입력되는 경우 조수석측의 제1유로(401)와 제2유로(403)를 폐쇄제어할 수 있다.
도 1 내지 도 2을 참고하여 살펴보면, 본 발명에 따른 차량의 개별공조 장치는 공조장치가 격벽에 의하여 운전석측과 조수석측으로 분할되어 있다. 이때 주로 운전석측에 공조공기를 공급하는 것이 운전석 공조모듈(100)이며 조수석측에 공조공기를 공급하는 것이 조수석 공조모듈(200)이다. 운전석 공조모듈(100)과 조수석 공조모듈(200)은 별도의 언급이 없는 범위 내에서는 격벽을 중심으로 대칭을 이루고 있다. 따라서 도 3 내지 도 8에 나타난 단면은 운전석 공조모듈(100) 또는 조수석 운전모듈이 공통적으로 적용될 수 있다. 또한 본 발명에서는 운전석측 공조모듈을 중심으로 설명하나 이는 조수석측 공조모듈에도 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 차량의 개별공조 장치의 구성을 살펴보면, 운전석 공조모듈(100)의 경우 운전석 공조덕트(101)의 일측에 운전석측 유입구(103)가 형성되어 실외공기를 유입하고, 타측에는 공조된 공기가 차량의 실내로 공급될 수 있도록 실내측 유출구가 형성되어 있다. 운전석 공조덕트(101)의 내부에는 에바코어(301)와 히터코어(303)가 구비되어 있으며 이는 운전석측 공조모듈과 조수석측 공조모듈에 각각 별도로 마련될 수도 있으며, 격벽을 관통하여 공통으로 사용되도록 마련될 수도 있다.
운전석측 유입구(103)를 통하여 유입된 공기가 순환하는 유로는 크게 제1유로(401)와 제2유로(403)로 구성된다. 제1유로(401)는 에바코어(301)를 통과하여 냉각되어 절대습도가 낮아진 공기가 실내 유출구로 이동하는 경로이다. 제2유로(403)는 에바코어(301)를 통과한 공기가 히터코어(303)를 통과하며 가열됨으로써 상대습도가 낮아진 공기가 실내 유출구로 이동하는 경로이다.
본 발명에 따른 차량의 개별공조 장치가 개별공조를 수행하는 방법은 온도조절도어(501)를 이용하여 제1유로(401) 및 제2유로(403)를 폐쇄하는 방식으로 구성된다. 도 4 내지 도 6을 참고하여 살펴보면, 본래 온도조절도어(501)의 경우 제1유로(401)를 폐쇄하고 제2유로(403)를 개방하여 난방모드로 작동하거나, 제1유로(401)를 개방하고 제2유로(403)를 폐쇄하도록 움직여 냉방모드로 작동한다. 또는 제1유로(401)와 제2유로(403)를 일부씩 개방하여 냉기와 온기가 혼합되는 온도조절모드로 동작한다.
그러나 본 발명의 경우 도 3에 도시된 바와 같이 개별공조를 수행하기 위하여 조수석 공조모듈(200)에 장착된 온도조절도어(501)를 이용하여 조수석 공조모듈(200) 측의 제1유로(401) 및 제2유로(403)를 모두 폐쇄하여 운전석측만 공조공기가 공급되고 조수석측으로는 공조공기가 공급되지 않도록 제어할 수 있게 되고 이를 통해 개별공조를 실행할 수 있게 된다. 마찬가지로 운전석 공조모듈(100)에 장착된 온도조절도어(501)를 이용하여 운전석 공조모듈(100) 측의 제1유로(401) 및 제2유로(403)를 모두 폐쇄하면 조수석측만 공조공기가 공급되도록 할 수도 있을 것이다.
운전석측 실내 유출구(105) 및 조수석측 실내 유출구(205)는 DEF유출구(105a), VENT유출구(105b) 및 FLOOR유출구(105c)로 구성될 수 있다.
DEF유출구(105a)를 개방 및 폐쇄시키는 모드도어(503);를 더 포함하고 제어부는 개별공조 신호가 입력되고, FLOOR모드 또는 MIX모드의 동작신호가 입력되는 경우 모드도어(503)의 개방량을 증가시킬 수 있다.
운전석측 DEF유출구(105a)에 위치하고, DEF유출구(105a)의 유로를 감소시키는 방향으로 연장되어 형성된 에어가이드(600);를 더 포함할 수 있다.
차량의 실내로 공급되는 경로는 크게 DEF유출구(105a), VENT유출구(105b) 및 FLOOR유출구(105c) 세가지로 구분된다. DEF유출구(105a)는 윈드실드글래스 하단 측으로 연결되어 윈드실드글래스에 공기를 공급함으로써 창측에 맺히는 습기를 제거하도록 구성된다. VENT유출구(105b)는 통상적으로 차량 실내의 전면에 위치하여 탑승자의 상체측의 실내공간을 공조하도록하며, FLOOR유출구(105c)는 탑승자의 하체측의 실내공간을 공조하도록 한다.
공조장치의 DEF모드는 DEF유출구(105a)를 통하여 공기가 공급되도록 제어하는 모드이고, VENT모드는 VENT유출구(105b)를 통하여 공기가 공급되도록 제어하는 모드이며, FLOOR모드는 FLOOR유출구(105c)를 통하여 공기가 공급되도록 제어하는 모드이다. FLOOR모드는 Bi-level모드를 포함할 수 있으며, Bi-level모드는 VENT유출구(105b)와 FLOOR유출구(105c)에서 모두에서 공기가 공급되도록 제어하는 모드이며, MIX모드는 DEF유출구(105a)와 FLOOR유출구(105c)에서 모두 공기가 공급되도록 제어하는 모드이다. 각 모드의 조절은 각각의 유출구측에 마련된 모드도어의 개패를 통하여 이루어지나 본 발명에서는 DEF유출구(105a)에 위치하는 모드도어(503)를 중심으로 설명한다.
본 발명에 따른 차량의 개별공조장치는 개별공조 모드의 동작시 조수석측의 온도조절도어(501)를 이용하여 제1유로(401) 및 제2유로(403)를 모두 폐쇄함으로써 조수석측 실내 유출구(205)를 통해서는 공기가 공급되지 않도록 제어한다. 이때 윈드실드글래스에 습기가 발생하여 DEF유출구(105a)를 통해 공기가 공급되어야 하는 경우 조수석 측을 통해서는 공기의 공급자체가 이루어지지 않으므로 조수석 측의 윈드실드글래스의 습기는 제거되지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 도 7 내지 도 8에 도시된 바와같이 먼저 운전석 측의 DEF유출구(105a)의 모드도어(503)의 개방량을 증가시켜 공기의 유량을 높힌다. 또한 DEF유출구(105a)측은 도 9에 도시된 바와 같이 운전석과 조수석측의 격벽을 개방하여 운전석측의 공기가 조수석측으로 넘어갈 수 있도록 구성하고, 운전석 측의 DEF유출구(105a) 측에 DEF유출구(105a)를 상대적으로 좁아지게 만드는 에어가이드(600)를 구비함으로써 DEF유출구(105a)의 압력을 높여 일부의 공기가 조수석측 DEF유출구(105a)로 넘어가 공급될 수 있도록 구성되어 있다. 이를 통하여 개별공조 모드에서 조수석측의 DEF유출구(205a)를 통한 공기 공급량을 확보하여 윈드실드글래스의 습기발생을 방지하고 있다.
개별공조 동작신호를 감지하는 공조신호 감지단계(S101); 및 공조신호 감지단계(S101)에서 개별공조 신호가 감지된 경우 공조장치가 DEF모드로 동작하는지 여부를 판단하는 제1모드판단단계(S201);를 포함하고, 제1모드판단단계(S201)에서 DEF모드로 동작하는 것으로 판단된 경우, 개별공조 동작을 해제(S203)한다.
개별공조 수행을 통하여 에너지 절약을 도모한다 하더라도 운전자의 안전운행환경 조성보다 우선시 될 수는 없으며, 따라서 개별공조가 동작하고 있더라도 윈드실드글래스의 습기제거를 최우선으로 하는 DEF모드의 동작이 감지되는 경우 개별공조 동작을 해제하고 운전석측과 조수석측의 DEF유출구(105a, 205a)를 통해 모두 공기가 공급되도록 한다.
제1모드판단단계(S201)에서 DEF모드로 동작하지 않는 것으로 판단된 경우, FLOOR모드 또는 MIX모드 인지 여부를 판단하는 제2모드판단단계(S301); 및 모드도어(503)를 제어하는 모드도어 제어단계(S401);를 더 포함하고, 제2모드판단단계(S301)에서 FLOOR모드 또는 MIX모드로 동작하는 것으로 판단된 경우, 모드도어(503)를 제어하여 개방량을 증가시킬 수 있다.
앞서 언급한 공조장치의 작동 모드 중 FLOOR모드의 경우는 윈드실드글래스의 습기발생을 지연시키기 위하여 일부의 공기를 DEF유출구(105a, 205a)로 공급하도록 제어하고 있다. 이때 개별공조모드의 동작으로 인하여 조수석 공조덕트(201)를 통한 조수석측 DEF유출구(205a)로의 공기 공급이 어려워질 수 있으므로 운전석측의 DEF유출구(105a)의 모드도어(503)의 개방량을 증가시켜 일부의 공기가 조수석측의 DEF유출구(205a)로 공급될 수 있도록 제어한다.
이를 통하여 개별공조를 수행하더라도 조수석측의 윈드실드글래스에 습기가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 운전석 공조모듈 101 : 운전석 공조덕트
103 : 운전석측 유입구 105 : 운전석측 실내 유출구
105a : DEF유출구 105b : VENT유출구
105c : FLOOR유출구 200 : 조수석 공조모듈
201 : 조수석 공조덕트 203 : 조수석측 유입구
205 : 조수석측 실내 유출구 301 : 에바코어
303 : 히터코어 401 : 제1유로
403 : 제2유로 501 : 온도조절도어
503 : 모드도어 600 : 에어가이드
S101 : 공조신호 감지단계 S201 : 제1모드판단단계
S301 : 제2모드판단단계 S401 : 모드도어 제어단계

Claims (7)

  1. 운전석 공조덕트가 구비되고, 일측에 운전석측 유입구가 형성되며 타측에 운전석측 실내 유출구가 형성되며, 운전석측 유입구측에 에바코어 및 히터코어가 순차적으로 구비된 운전석 공조모듈;
    조수석 공조덕트가 구비되고, 일측에 조수석측 유입구가 형성되며 타측에 조수석측 실내 유출구가 형성되며, 조수석측 유입구측에 에바코어 및 히터코어가 순차적으로 구비된 조수석 공조모듈;
    에바코어를 통과 후 실내 유출구로 이어지는 제1유로;
    에바코어를 통과 후 히터코어를 통과하여 실내 유출구로 이어지는 제2유로; 및
    제1유로 및 제2유로를 개방 또는 폐쇄시키는 온도조절도어;를 포함하고,
    제1유로, 제2유로 및 온도조절도어는 운전석 공조모듈과 조수석 공조모듈에 각각 구비되며,
    에바코어와 히터코어는 운전석 공조모듈과 조수석 공조모듈 각각 별도로 마련되거나 또는 격벽을 관통하여 공통으로 사용되도록 마련되고,
    운전석측 실내 유출구 및 조수석측 실내 유출구는 DEF유출구를 포함하여 구성되며, 운전석측 DEF유출구와 조수석측 DEF유출구 사이에는 격벽이 삭제되고, 운전석측 DEF유출구에 위치하며, 운전석측 DEF유출구의 유로를 감소시키는 방향으로 연장되어 형성됨으로써, 운전석측 DEF유출구로 유출되는 공기가 조수석측 DEF유출구측으로 이동되도록 하는 에어가이드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 개별공조 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    운전석측 실내 유출구 및 조수석측 실내 유출구는 VENT유출구 및 FLOOR유출구를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 개별공조 장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 2에 있어서,
    온도조절도어를 제어하는 제어부;를 더 포함하고,
    제어부는 개별공조 신호가 입력되는 경우 조수석측의 제1유로와 제2유로를 폐쇄제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 개별공조 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    DEF유출구를 개방 및 폐쇄시키는 모드도어;를 더 포함하고
    제어부는 개별공조 신호가 입력되고, FLOOR모드 또는 MIX모드의 동작신호가 입력되는 경우 운전석측의 모드도어의 개방량을 FLOOR모드 또는 MIX모드의 동작신호가 입력되 전 보다 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량의 개별공조 장치.
  6. 청구항 1항의 차량의 개별공조 장치를 제어하는 방법에 있어서,
    개별공조 동작신호를 감지하는 공조신호 감지단계; 및
    공조신호 감지단계에서 운전석측만 공조하기 위한 개별공조 신호가 감지된 경우 공조장치가 DEF모드로 동작하는지 여부를 판단하는 제1모드판단단계;를 포함하고,
    제1모드판단단계에서 DEF모드로 동작하는 것으로 판단된 경우, 개별공조 동작을 해제하며,
    제1모드판단단계에서 DEF모드로 동작하지 않는 것으로 판단된 경우, FLOOR모드 또는 MIX모드 인지 여부를 판단하는 제2모드판단단계; 및
    DEF유출구를 개방 및 폐쇄시키는 모드도어를 제어하는 모드도어 제어단계;를 더 포함하고,
    제2모드판단단계에서 FLOOR모드 또는 MIX모드로 동작하는 것으로 판단된 경우, 운전석측의 모드도어를 제어하여 개별공조 신호가 입력되기 전보다 개방량을 증가시킴으로써, 운전석측 DEF유출구에 위치된 에어가이드에 의해 DEF유출구의 유로가 감소되어 운전석측 DEF유출구로 유출되는 공기가 조수석측 DEF유출구측으로 이동되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 개별공조 장치 제어방법.
  7. 삭제
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