KR102597264B1 - 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 시스템 및 관련 방법들 - Google Patents

스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 시스템 및 관련 방법들 Download PDF

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토마스 하이닝거
베른트 바우어
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도미닉 하이더
마티아스 회즐
토비아스 슈빔벡
파스칼 타우
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Abstract

맑은 공기 하우징(100) 내에 배치되는 제1 필터 엘리먼트(400) 및 제2 필터 엘리먼트(300)를 포함하는 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 관리 시스템(10)으로서, 맑은 공기 하우징(100)은 유입구(110)와 유출구(150)를 갖는다. 추가적으로, 캐빈 하우징(200) 내에 배치되는 제3 필터 엘리먼트(500)가 제공되며, 캐빈 하우징(200)은 하나 이상의 유입구(210, 220, 230)를 갖는다. 유체 채널(154)이 맑은 공기 하우징(100)과 캐빈 하우징(200) 사이에 배치된다. 마지막으로, 맑은 공기 하우징(100)의 유출구(150) 가까이 배치되는 다이버터(152)가 포함되며, 다이버터(152)는 공기가 맑은 공기 하우징(100)을 통해 선택적으로 제1 필터 엘리먼트(400)와 제2 필터 엘리먼트(300) 중 하나 또는 둘 다를 통해 흐르도록 구성된다.

Description

스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 시스템 및 관련 방법들
본 개시는 일반적으로 공기 여과(air filtration), 주로 승용차 또는 상용차용 캐빈(객실) 공기의 여과(filtration of cabin air)의 분야에 관한 것이다.
차량의 캐빈에서의 승객이 편안함을 유지하기 위해서는 공기의 충분한 공급이 캐빈에 제공되어야 한다는 것이 인식되어 왔다. 부분적으로 승객들이 산소를 소모하고 이산화탄소를 내뿜기 때문에 산소가 보충될 필요가 있지만 또한 온도를 유지하기 위한 공기 순환 및 공기로부터 유해 가스들, 입자성 물질들, 또는 심지어 체취의 방출 또는 제거와 같은 편암함을 향상시키는 다른 특성들을 유지할 필요가 있다.
전형적인 캐빈 공기 여과 메커니즘은 종종 차량을 둘러싸는 주변 환경으로부터 공기를 선택적으로 끌어들여, 또는 캐빈 내로부터 공기를 재순환시키는 능력을 갖는다. 공기 질을 향상시키기 위해 필터 엘리먼트들이 종종 공기 도관들(air conduits) 내에 제공되어 캐빈에 제공되는 다양한 흐름의 공기를 여과한다. 기존의 시스템들은 역사적으로 다양한 필터 엘리먼트들을 통한 법에서 정해진(의무적인) 여과를 필요로 하였으며 다수의 필터 엘리먼트들을 통한 의무적인 여과는 흐름 저항을 상승시키며 상응하여 송풍기 팬에서의 부하 및 그 에너지 소모를 상승시키며, 반면에 차량이 공급되는 공기를 흡인할 수 있는 변화하는 환경 인자들에 기초하여 캐빈 공기를 조정하는 것을 가능하게 하지 않는다. 또한, 전형적으로, 필터 엘리먼트는 일반적으로 차량의 HVAC(heating, ventilating, and air conditioning) 시스템의 일부이다.
본 발명의 목적은 상기 배경기술에서 언급된 종래기술의 단점을 극복하는 것이다.
본 명세서에서는 맑은 공기 하우징(fresh air housing) 내에 배치된 제1 필터 엘리먼트(first filter element) 및 제2 필터 엘리먼트(second filter element)를 포함하는 필터 관리 시스템(filter management system)으로서, 맑은(신선한) 공기 하우징(fresh air housing)은 유입구 및 유출구를 갖는 것이 고려된다. 제3 필터 엘리먼트(third filter element)가 캐빈 하우징에 배치되며, 캐빈 하우징은 적어도 하나의 유입구 및 맑은 공기 하우징과 캐빈 하우징 사이에 배치되는 유체 채널(fluid channel)을 갖는다. 맑은 공기 하우징의 유출구 근위에 배치된 제1 다이버터(diverter) 또는 맑은 공기 하우징의 내부는 주변 공기(외기)가 맑은 공기 하우징을 통해 복수의 흐름 경로들로 흐르는 것을 가능하게 한다.
제1 다이버터는 전기기계(electro-mechanical) 수단을 통해 또는 공압 수단을 통해 제어될 수 있다.
필터 관리 시스템은 제1 다이버터 및 적어도 하나의 센서와 통신하는 프로세서를 포함하는 제어 유닛을 더욱 포함할 수 있다. 센서(들)은, 예를 들면 가스의 입자 크기 농도, 조성 및 농도, 온도, 압력, 공기 유속, 광특성들, 차량 작동 상태, 충전 상태, 차량 사용, 또는 주변 공기의 습도 등과 같은(그러나 이에 한정되지는 않음) 필터 관리 시스템으로 들어가는 주변 공기의 질을 검출하도록 구성될 수 있다.
다른 배치구조에서는, 캐빈 하우징은 유체 채널 및 맑은 공기 하우징으로부터 안내되는 공기와 관련된 필터 다이버터(filter diverter)를 더욱 포함할 수 있다. 그것은 캐빈 하우징의 직접의 맑은 공기 유입구와 관련된 우회 다이버터(bypass diverter), 및 캐빈 하우징의 재순환 유입구와 관련된 캐빈 다이버터(cabin diverter)를 또한 가질 수 있으며, 필터, 우회(바이패스) 및 캐빈 다이버터들은 개방 위치, 폐쇄 위치, 또는 부분 개방 위치에 배치될 수 있다.
다른 배치구조에서는, 필터 관리 시스템은 GPS 유닛 및 프로세서와 통신하는 데이터베이스 유닛을 포함할 수 있다.
다른 배치구조에서는, 필터 관리 시스템은 수분 관리 시스템을 갖는 흡기 시스템(intake system)을 포함하며, 흡기 시스템은 맑은 공기 하우징의 유입구와 유체 소통(fluid communication)하며, 수분 관리 시스템은 맑은 공기 하우징으로 통과하기에 앞서 흡기 시스템으로 들어가는 공기로부터 수분을 제거하도록 구성된다.
필터 관리 시스템은 제3 필터 엘리먼트의 깨끗한 공기측 근위에 배치되는 팬을 포함할 수 있다.
필터 관리 시스템의 배치구조에서 프로세서는 다이버터들, 필터 관리 시스템으로 들어가는 주변 공기의 질을 검출하도록 구성되는 센서들, GPS 유닛, 및 데이터베이스의 각각과 통신한다. 이러한 방식으로, 다이버터들의 각각은 센서(들), GPS 유닛, 또는 데이터베이스로부터 프로세서에 의해 수신되는 정보를 기초로 프로세서로부터 안내되는 것과 같은 시스템을 통해 공기 유로에 영향을 미칠 수 있다.
다른 배치구조에서는, 센서(들)은 내부 공기 상태를 검출하기 위해 차량의 캐빈 내부에 배치되며, 반면에 외부 센서들은 외부 주변 공기 상태들을 검출하기 위해 차량 외부에 배치될 수 있다.
다른 배치구조에서는, GPS 유닛과 센서(들)에 의해 수신된 데이터는 프로세서에 의해 수신될 수 있으며 차내 데이터베이스 또는 외부 원격 데이터베이스에 저장되도록 안내될 수 있다.
다른 배치구조에서는, 맑은 공기 하우징은 제1 필터 엘리먼트와 제2 필터 엘리먼트를 분리하여 제거하기 위하며 분리된 개구들을 포함한다.
다른 실시형태에서, 차량의 여과(filtration)를 관리하는 방법은 다음의 단계들: 차량의 외부로부터 주변 공기의 적어도 하나의 파라미터를 검출하는 단계(detecting at least one parameter of ambient air from outside of a vehicle); 차량의 내부로부터 캐빈 공기의 적어도 하나의 파라미터를 검출하는 단계(detecting at least one parameter of cabin air from inside of the vehicle); 다수의 다이버터들을 사용하여 필터 관리 시스템을 통해 공기 유로를 변경하는 단계(modifying an air flow path through a filter management system using a plurality of diverters)를 포함하며, 필터 관리 시스템은: 맑은 공기 하우징에 배치된 제1 필터 엘리먼트 및 제2 필터 엘리먼트를 포함하며, 맑은 공기 하우징은 유입구, 유출구 및 제1 다이버터를 가지며, 캐빈 하우징에 배치된 제3 필터 엘리먼트를 포함하며, 캐빈 하우징은 여과된 유입구(filtered inlet) 및 여과된 다이버터(filtered diverter), 맑은 공기 유입구(fresh air inlet) 및 우회 다이버터(bypass diverter), 및 재순환 공기 유입구(recirculation air inlet) 및 캐빈 다이버터(cabin diverter), 및 맑은 공기 하우징과 캐빈 하우징 사이에 배치된 유체 채널(fluid channel)을 갖는다.
상기 방법 실시형태에서, 공기 유로(air flow path)는 다음의 방식들 중 하나로 안내된다: 주변 공기는 제1 필터 엘리먼트 및 제2 필터 엘리먼트를 통해 맑은 공기 하우징 내로 흐르며 이어서 제3 필터 엘리먼트를 통해 캐빈 하우징 내로 흐른다; 주변 공기는 제1 필터 엘리먼트를 통해 맑은 공기 하우징 내로 흐르며 이어서 제3 필터 하우징을 통해 캐빈 하우징 내로 흐른다; 주변 공기는 맑은 공기 유입구를 통해 그리고 제3 필터 엘리먼트를 통해 캐빈 내로 흐른다; 또는 주변 공기는 재순환 공기 유입구로부터 그리고 제3 필터 엘리먼트를 통해 캐빈 하우징 내로 흐른다.
상기 방법은 차량 내의 탑승자들의 수를 검출하며 검출된 탑승자들의 수에 기초하여 공기 유로(air flow path)의 속도를 변경하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
상기 방법은 GPS 유닛으로부터 수신된 위치 정보와 함께 감지된 데이터를 데이터베이스로 기록(recording)하는 것에 기초하여 공기 유로를 변경하는 단계를 대안으로 포함할 수 있다.
상기 방법은 차량의 충전 상태 또는 차량의 아이들 상태를 결정하는 단계를 더욱 포함할 수 있으며, 결정된 상태를 기초로 공기 유로를 제3 필터 엘리먼트의 여과측으로부터 제3 필터 엘리먼트를 통해 그리고 맑은 공기 유입구를 통해 밖으로 안내되도록 되돌릴 수 있다.
차량의 여과를 관리하는 또 다른 방법 실시형태는 다음의 단계들: 차량의 위치를 결정하는 단계(determining a location of the vehicle); 결정된 위치와 관련된 공기 질 정보를 갖는 데이터베이스에 접근하는 단계(accessing a database having air quality information associated with the determined location); 및 복수의 다이버터들을 사용하여 필터 관리 시스템을 통해 공기 유로를 변경하는 단계(modifying an air flow path through a filter management system using a plurality of diverters)를 포함하며, 필터 관리 시스템은: 맑은 공기 하우징에 배치된 제1 필터 엘리먼트 및 제2 필터 엘리먼트를 포함하며, 맑은 공기 하우징은 유입구, 유출구 및 제1 다이버터를 가지며, 캐빈 하우징에 배치된 제3 필터 엘리먼트를 포함하며, 캐빈 하우징은 여과된 유입구(filtered inlet) 및 여과된 다이버터(filtered diverter), 맑은 공기 유입구 및 우회 다이버터, 및 재순환 공기 유입구 및 캐빈 다이버터, 및 맑은 공기 하우징과 캐빈 하우징 사이에 배치된 유체 채널을 갖는다.
바로 위의 방법 실시형태는 공기 유로가 다음의 방식들 중 하나로 안내되도록 할 수 있다: 공기는 제1 필터 엘리먼트 및 제2 필터 엘리먼트를 통해 맑은 공기 하우징 내로 흐르며 이어서 제3 필터 엘리먼트를 통해 캐빈 하우징 내로 흐른다; 공기는 제1 필터 엘리먼트를 통해 맑은 공기 하우징 내로 흐르며 이어서 제3 필터 하우징을 통해 캐빈 하우징 내로 흐른다; 공기는 맑은 공기 유입구를 통해 그리고 제3 필터 엘리먼트를 통해 캐빈 내로 흐른다; 또는 공기는 재순환 공기 유입구로부터 그리고 제3 필터 엘리먼트를 통해 캐빈 내로 흐른다.
위치 정보를 사용하는 상기 방법 실시형태는 차량 내부의 탑승자들의 수를 검출하며 및 상기 검출된 탑승자들의 수를 기초로 공기 유로의 속도를 변경하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
위치 정보를 사용하는 상기 방법 실시형태는 차량의 충전 상태를 결정하는 단계를 더욱 포함할 수 있으며, 충전 상태를 기초로 공기 유로를 제3 필터 엘리먼트의 여과측으로부터 제3 필터 엘리먼트를 통해 그리고 맑은 공기 유입구를 통해 밖으로 안내되도록 되돌릴 수 있다.
본 개시와 그것의 수반되는 이점들 중 많은 것은 전술한 설명에 의해 이해될 것으로 믿어지며, 개시된 내용을 벗어나지 않거나 또는 모든 그 재료 이점들을 희생시키지 않고 구성요소들의 형태, 구성 및 배치에서 다양한 변화들이 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 기술된 형태는 단지 설명하기 위한 것이며, 그리고 그것은 이하의 청구항들이 이러한 청구들을 망라하고 포함하는 것이 의도이다.
본 발명의 이들 태양들은 배타적인 것을 의미하는 것은 아니며 본 발명의 다른 특징들, 태양들, 및 이점들은 이하의 기술, 첨부된 청구항들, 및 첨부 도면들과 함께 읽는 경우 당업자들에게 바로 명백할 것이다. 또한, 여기서 논의된 임의의 다양한 특징들, 구조들, 단계들, 또는 다른 태양들은 단지 설명을 위한 것이며, 이들 중 어느 것은, 적절한 경우, 대안적 실시형태들에서 논의된 바와 같은 임의의 이러한 특징들과 임의의 조합으로 적용될 수 있다.
본 발명은 상기 배경기술에서 언급된 종래기술의 단점을 극복하는 효과가 있다.
본 발명의 전술한 그리고 다른 목적들, 특징들, 및 이점들은 첨부한 도면들에서 도시되는 바와 같은 본 발명의 특정 실시형태들의 이하의 기술로부터 명백할 것이며 같은 참조부호들은 상이한 도면들을 통해 동일한 부품들을 나타낸다. 도면들은 꼭 축척인 것은 아니며, 대신에 본 발명의 원리들의 설명 시 강조되며, 도면에서:
도 1은 본 발명의 다양한 태양들의 예시인 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 시스템(smart multi-modal vehicular air filtering system)이 제공된 예시적인 차량의 사시도를 도시하며;
도 2는 제1 구성에서의 본 발명의 다양한 태양들의 예시인 도 1의 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 시스템의 사시도를 도시하며;
도 3은 제2 구성에서의 본 발명의 다양한 태양들의 예시인 도 1의 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 시스템의 사시도를 도시하며;
도 4는 제3 구성에서의 본 발명의 다양한 태양들의 예시인 도 1의 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 시스템의 사시도를 도시하며;
도 5는 제1, 제2 또는 제3 구성에서의 본 발명의 다양한 태양들의 예시인 도 1의 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 시스템의 부분 절개 사시도를 도시하며;
도 6은 본 발명의 다양한 태양들의 예시인 도 1의 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 시스템의 사시 분해도를 도시하며;
도 7은 도 1의 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 시스템의 흡기부(흡입구)(intake)를 따라 선택적으로 제공될 수 있는 수분 제어 시스템(moisture control system)의 사시 단면도를 도시하며;
도 8은 본 발명의 다양한 태양들의 예시인 도 1의 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 시스템의 개략도를 도시한다.
도 9는 캐빈 필터 매체가 제공될 수 있거나 캐빈 필터 매체 상에 제공될 수 있는 흡기부 및/또는 외부 필터 하우징 내의 또는 흡착제 내의 흡착제 코팅 또는 매체의 냄새 감소 효과를 도시하는 차트를 제공한다.
도 10은 도 8에 따르는 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 시스템의 실시형태의 컴퓨터 제어 작동의 하나의 가능한 예시적인 기능 설명 및 이하의 설명의 논의를 뒷받침하는 테이블을 제공한다.
여기서는 도 1 내지 도 6, 및 도 8에 도시된 바와 같은 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 관리 시스템(smart multi-modal vehicular air filtration management system)(10)이 고려된다. 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 관리 시스템(10)은 주변 환경(6)에서 캐빈 부분(cabin portion)(4)으로 맑은 여과된 공기(fresh filtered air)를 공급하기 위해, 또는 캐빈 부분(4) 내의 공기를 재순환시키기 위해, 또는 그 조합을 위해, 차량(2)에 제공되도록 구성된다.
스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 관리 시스템(10)은 하나 이상의 센서(610, 612, 614, 615, 616, 620 또는 630)로부터 데이터를 수신할 수 있는 제어 유닛(600)을 포함할 수 있으며, 이것은 이하에서 더욱 상세히 설명될 것이다. 하나 이상의 감지된 데이터 파라미터를 기초로 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 관리 시스템(10)의 거동은 캐빈 공기를 최적화하여 캐빈 내의 승객들의 편안함을 향상시키도록 변경될 수 있다.
에너지 소비를 감소시키며 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 관리 시스템(10)의 팬(652)에서의 부하를 감소시키기 위하여, 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 관리 시스템(10)은 가장 작은 저항을 사용하여 캐빈 내의 요망되는 공기 질을 달성하도록 감지된 데이터를 기초로 여러가지 공기 흡기 모드들 및 유체 경로들을 사용하도록 구성될 수 있다, 즉 감지된 상태가 결정되는 경우 단지 필요한 필터 엘리먼트만을 사용함. 추가적으로, 대안적인 유로(흐름경로)들을 제공함에 의해 그리고 필요하지 않은 경우 불필요한 필터 엘리먼트를 사용하지 않음에 의해, 이들 필터 엘리먼트는 향상된 사용수명이 또한 제공될 것이며, 왜냐하면 그들에는 모든 경우들에서 그들을 가로질러 이동하는 공기와 관련된 정압 및 관련 마모를 결코 갖지 않을 것이기 때문이다.
필터 엘리먼트는 프레임에 배치된 필터 매체를 포함하는 엘리먼트이다. 필터 매체는 공기에서 입자성 물질 또는 가스를 제거하기 위해 기능하는 다양한 여과 매체의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 필터 매체는 평평한 또는 주름진 매체일 수 있다. 적합한 매체들의 예들은 종이, 면직물, 유기섬유, 무기섬유, 발포체, 스펀본드 재료(spun-bond material), 멜트-블로운 재료(melt-blown material), 유리 섬유, 또는 금속 또는 플라스틱 메시(mesh)를 포함한다. 또한, 매체들은 가스 또는 알레르겐을 포함하는 유기 입자성 물질을 흡착하는 층을 포함할 수 있다. 활성탄이 하나 이상의 층에 포함될 수 있다. 프레임은 고무, 폴리프로펜, 또는 임의의 다른 적합한 물질로 구성된다. 프레임은 차량 내의 필터 하우징과 체결되도록 구성된다.
주어진 환경에서, 입자성 물질 총수, 타입, 또는 유해 가스 체적은 다양한 환경 위치들 또는 다른 요인들에 의존하면서 크게 달라질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 공기 여과의 경우, 예를 들면, 입자성 물질 또는 오염물질 밀도는 운전 동안 마주치는 환경들, 예를 들면 시골, 도시, 야외, 터널, 등 사이에서 크게 달라질 수 있다. 한 예를 들면, 터널 또는 고밀도 교통에서 고농도로 마주칠 수도 있지만, 야외 고속도로 또는 거주 지역에서는 마주칠 수 없는, 유해 가스 또는 연기를 제거할 수 있는 필터들이 존재한다. 유사하게, 산길을 통한 비포장도로에서 운전하는 동안 어떤 가스 또는 연무는 낙농장의 바로 인근에서는 마주치지 않을 수도 있으며 환경 요구의 변화는 또한 공기 여과 요구사항들의 폭넓은 다양성을 발생시킬 것이다.
따라서, 여기서 고려되는 바와 같은 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 관리 시스템(10)은 다양한 필터 엘리먼트들(300, 400, 또는 500)을 포함할 수 있다. 본 실시형태에서, 복수의 하우징들(100 및 200)이 하나 이상의 다양한 필터 엘리먼트 유형을 내장하기 위해 제공될 수 있다. 공기 도관들이 제공될 수 있으며 공기 도관들은 다양한 하우징들을 연결하며 흡기부(40), 다양한 하우징들(154) 사이의 도관들로부터의 공기의 흐름을 유출구(250)로 안내하며, 이것은 궁극적으로 캐빈(4)으로 공급된다는 것이 이해될 것이다.
도시된 바와 같이 외부 필터 하우징(100)에는 외부 필터 하우징 유입구(110) 주위에 흡기부(intake)(40)가 제공된다. 일부 실시형태들에서, 질소산화물, 탄화수소 및 이산화항과 같은 유해 가스들을 흡착하기 위해 흡기부(40)의 내면 또는 외부 필터 하우징(100)은 흡착 코팅 또는 그에 고정된 흡착 매체로 코팅될 수 있으며; 따라서 이들 면들은 유리하게는 그들이 캐빈(4)에 들어가기 전에 오염물질을 포획하기 위해 사용된다. 흡착 매체는 활성탄, 제올라이트 또는 다른 적절한 흡착제들을 포함할 수 있다. 흡기부(40)는 선택적으로 물 방울, 눈, 습기 등을 제거하기 위해 구성된 수분 제어 장치(moisture control system)(50)를 포함할 수 있다. 유입구(110)를 통해 수신된 공기는 제2 필터 엘리먼트(300) 아래에 배치될 수 있는 제1 필터 엘리먼트(400)를 통해 지나간다. 도시된 실시형태에서 제1 필터 엘리먼트(400)는 소정의 거리 또는 갭(170)만큼 제2 필터 엘리먼트(300)에서 분리된다.
일부 실시형태들에서, 제1 또는 갭 다이버터(gap diverter)(152)는 외부 필터 하우징(100)의 외부 필터 하우징 유출구(150) 주위에 제공될 수 있다. 갭 다이버터(152)는 공기가 제2 필터 엘리먼트(300)를 통과하지 않고 제1 필터 엘리먼트(400)를 통해 통과하는 즉시 외부 필터 하우징 유출구를 통해 나가는 것을 선택적으로 가능하게 하거나 또는 공기가 양 필터 요소(400 및 300)를 통과하는 것을 대안적으로 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 갭 다이버터(152)는 외부 하우징 유출구(150) 주위에 순환적으로 배치될 수 있으며 갭(170)과 도관(154) 사이의 유체 소통을 실질적으로 차단하는 동안 제1 필터 엘리먼트(400)와 제2 필터 엘리먼트(300) 사이의 갭(170)으로부터, 또는 제2 필터 엘리먼트(300) 위의 갭 또는 공간(190)으로부터 경로를 도관(154)으로 개방하도록 회전할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이러한 방식으로, 시스템은 제1 필터 엘리먼트(400)를 통한 외부 공기의 단지 하나의 여과 통과를 선택적으로 제공할 수 있으며, 또는 옵션으로서 제1 필터 엘리먼트(400)와 제2 필터 엘리먼트(300) 양자를 통해 외부 공기의 이중 통과 여과를 제공할 수 있으며, 더 많이 요구되는 필터 엘리먼트 통과들은 팬에서의 더 큰 부하에 대응할 것이며 그리고 전력 소비에서 상응하는 증가에 대응할 것이다.
일단 공기가 외부 필터 하우징(100)을 나가면 그것은 도관으로 그리고 캐빈 필터 하우징(200)의 여과된 유입구(210)로 지나갈 수 있다. 캐빈 필터 하우징(200)에는 흡착 특성을 포함하는 다양한 특성, 섬유성 여과, 활성탄, 또는 임의의 다른 필터 매체 유형들을 갖는 캐빈 필터 엘리먼트(500)가 또한 제공될 수 있으며 이것은 당업자들에 의해 이해될 것이다.
다른 실시형태에서, 제1 필터 엘리먼트(400), 제2 필터 엘리먼트(300), 및 캐빈 필터 엘리먼트(500)는 공기를 하나 이상의 필터들의 임의의 조합을 통해 흐르게 하는 것을 가능하게 하기 위해 유로(흐름경로)를 변경하는 다이버터들을 갖는 하나의 필터 하우징에 배치된다.
다른 실시형태에서, 모두 3개의 필터 엘리먼트들은 공기를 하나 이상의 필터들의 임의의 조합을 통해 흐르게 하는 것을 가능하게 하기 위해 도관들의 유로(흐름경로)를 변경하는 다이버터들을 갖는 분리된 필터 하우징들에 배치된다.
캐빈 필터 하우징(200)은 3개의 분리된 별개의 유입구들을 가질 수 있으며, 각각은 해당 다이버터 및 폐쇄 메커니즘(closure mechanism)을 가질 수 있다. 본 실시형태에서 도시된 바와 같이, 캐빈 필터 하우징은 위에서 논의된 바와 같은 여과된 유입구(210)를 포함하며 이것은 여과된 유입구(210)를 선택적으로 개폐하도록 구성된 선택적인 여과된 다이버터(212)를 갖는 도관(154)을 통해 외부 필터 하우징(100)으로부터 공기를 받는다. 추가적으로, 캐빈 필터 하우징(200)은 우회 유입구(bypass inlet)(230)를 포함할 수 있으며 이것은 특정 모드를 기초로 우회 유입구(230)를 선택적으로 개폐하도록 구성되는 우회 다이버터(bypass diverter)(232)에 의해 미여과 주변 공기에 개방된다. 마지막으로, 캐빈 공기 필터 하우징은 재순환 및 다시 캐빈으로의 이송을 위해 의도된 캐빈(4)으로부터 직접 공기를 받도록 구성된 캐빈 유입구(220)를 가질 수 있으며, 이것은 특정 모드에 기초하여 캐빈 유입구(220)를 선택적으로 개폐하기 위해 구성된 해당 재순환 또는 캐빈 다이버터(222)를 갖는다. 다이버터(222)는 캐빈 유입구를 선택적으로 개폐하는 기능을 하는 하나 이상의 부품 또는 요소를 포함할 수 있다.
스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 관리 시스템(10)은 개별 선호, 또는 사용자 지정 모드 우선 또는 선택과 관련하여 사용자로부터 입력을 수신하며 그리고 감지된 캐빈 및 환경 조건들을 기초로 다양한 모드로 조정하기 위해 제어 유닛(600)에 작동적으로 연결되거나 또는 제어 유닛(600)과 통합되는 사용자 입력 인터페이스(user input interface)(640)를 또한 포함할 수 있다. 어떤 경우들에서는, 사용자 입력 인터페이스에는 대시 제어 유닛(dash control unit)이 제공될 수 있으며, 다른 차량 기능들 또는 디스플레이들에 통합될 수 있다.
출력 소비를 최적화하며 요망되는 사용자 선호 또는 캐빈 상태를 유지시키기 위하여 제어 유닛(600)은 다양한 모드들로 그리고 다양한 모드들로부터 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 관리 시스템(10)을 변화시킬 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이들 다양한 모드들은 도면들에 도시된 개별 모들들과 함께 이하에서 더욱 상세히 논의될 것이다.
추가적으로, 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 관리 시스템(10) 및 관련 제어 유닛(600)은 위치 정보를 사용하는 GPS 유닛과 같은 위치 결정 메커니즘(650)을 또한 포함할 수 있다. 오늘날 많은 차량들이 계속적으로 GPS를 활용하며, 그래서, 실시간 센서 데이터를 활용하는 대신에, GPS는 대신에 이미 수행되는 위치를 결정할 수 있으며 그리고 결정된 위치에 대응하는 역사적인 또는 대안적인 실시간 환경 데이터를 포함하는 외부 데이터베이스(700)를 기초로 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 관리 시스템(10)의 모드 또는 특성을 조정할 수 있다. 이러한 것의 예는 입자성 물질 밀도 또는 농도, 온도, 습도 등과 같은 환경 인자들을 이미 추적한 글로벌 웨더 네트워크(global weather network)로부터 올 수도 있다. 이 경우 작동 출력 및 실시간 센서들은 제거될 수 있으며 대신에 적용 가능한 센서 데이터를 제공하기 위한 데이터 연결부로 대체될 수 있다. 이러한 시스템은 또한, 위치 및 속도를 기초로, 특정 차량이 교통 체증에 갇히거나, 또는 개방 고속도로에서 운전하고 있으며, 따라서 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 관리 시스템(10) 특성을 상응하게 조정하는 것을 결정할 수도 있다.
데이터베이스(700a)는 휴대전화, 와이파이 또는 다른 무선 신호들을 통해 원격으로 접근될 수 있으며 또는 이것은 차량 상에 또는 차량 내에 제공되며 전기 자동차가 플러그인 및 충전되는 경우와 같이 주기적으로 업데이트되는 온보드(onboard)(탑재된/내장된) 데이터베이스(700b) 내에 포함될 수도 있다. 제어 유닛(600)은 충전 상태 및 온보드 데이터베이스(700b)와 동기화된 원격 데이터베이스(700a)에 액세스할 수 있다. GPS 위치 정보과 결합된 감지된 데이터는 데이터베이스(700b) 상으로 저장될 수 있으며 대안으로 원격 데이터베이스(700a)로 업로딩될 수 있다는 것이 또한 주목되어야 한다.
도 2는 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 관리 시스템(10)이 작동될 수 있는 제1 모드를 도시하며 여기서는 필터 우회 유입구(230)가 미여과된 공기의 흡기가 감소되며 또는 캐빈 내의 CO2 농도의 상승을 방지하도록 개방되거나 또는 사용자 입력 인터페이스(640)를 통해 사용자에 의해 선택될 수 있다. 미여과된 공기는 캐빈으로 재순환을 위해 캐빈 공기 유입구(220)를 통해 캐빈으로부터 받은 공기와 결합된다. 상기 모드는 전형적으로 외부 주변 공기가 대체로 입자들 또는 다른 오염물질들이 없는 상태들에서 사용된다. 본 실시형태에서, 총 에너지 소비 및 팬에서의 부하가 최소 레벨로 감소되는데 왜냐하면 발생하는 유일한 여과가 단일의 필터 엘리먼트, 즉 캐빈 필터 엘리먼트(500)를 통해서이기 때문이며, 그리고 단지 하나의 여과 통로가 있으며, 이것은 최소의 유동 저항을 발생시킬 것이기 때문이다.
우회 유입구(230)와 여과된 공기 유입구(210) 모두 폐쇄되며 단지 캐빈 공기만 캐빈 공기 유입구(220)를 통해 캐빈 필터 하우징(200)에 의해 수신되며 캐빈 필터 엘리먼트(500)를 통한 통과 후 캐빈으로 다시 재순환되는 유사한 모드가 여기서 고려되는 것이 이해될 것이다. 상기 모드는 주변 공기 질이 매우 나쁘거나 또는 오염되는 경우 사용자 입력 인터페이스(640)를 통해 사용자에 의해 또는 제어기(600)에 의해 선택될 수 있다.
도 3은 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 관리 시스템(10)이 작동될 수 있는 또 다른 모드를 도시한다. 상기 모드에서는, 우회 유입구(230)가 우회 다이버터(232)에 의해 폐쇄되며 그리고 다이버터들(212 및 222) 둘 다 개방되어 외부 필터 하우징(100)으로부터, 흡기부(40)로부터, 그리고 궁극적으로는 주변 환경으로부터 여과된 공기 유입구(210)를 통해 캐빈 필터 하우징 내로 공기를 흡인하며 차량 캐빈(4) 내의 재순환된 공기도 흡인한다. 본 실시형태에서 주변 공기가 제1 필터 엘리먼트(400)를 통해 흡인되지만, 다이버터(152)는 공기가 갭(170)에서 직접 도관(154)으로 그리고 여과된 공기 유입구(21)로 통과하는 것을 가능하게 하며, 제2 필터 엘리먼트(300)를 통과하지 않고, 캐빈 필터 엘리먼트(500)를 계속 통과하며 따라서 시스템은 2개의 필터 엘리먼트 통과를 필요로 하며, 팬(652)에서의 부하의 상응하는 증가를 갖는다.
상기 모드는 운전 또는 주변 공기에 보통 양의 오염물질을 포함하는 주변 상태들에서 적용 가능하다. 특별한 상태들에서, 센서는 입자 농도(particle concentration)는 조대입자들, 예를 들면 PM 10을 향해 이동되는 것을 검출한다.
도 4는 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 관리 시스템(10)이 작동될 수 있는 또 다른 모드를 도시한다. 상기 모드에서는 우회 유입구(230)는 다이버터(232)에 의해 폐쇄되며 다이버터(212)는 외부 필터 하우징(100)으로부터, 흡기부(40)로부터, 그리고 궁극적으로는 주변 환경으로부터 여과된 공기 유입구(210)를 통해 캐빈 필터 하우징 내로 공기를 흡인하도록 개방된다. 상기 모드와 도 3에 도시된 것과의 차이점은 갭(170)이 직접 도관(154)과 유체 소통하는 것을 차단하도록 다이버터(152)가 배향된다는 것이다. 대신에 공기는 도관(154) 으로 흐르는 것이 가능해지기 전에 제1 필터 엘리먼트(400)와 제2 필터 엘리먼트(500) 둘 다를 통해 필터 하우징의 천장 부분 또는 공간(190)으로 흡인된다. 따라서, 상기 모드는 3개로 이루어진 필터 엘리먼트 통과 및 팬에서의 상응하는 하중 증가를 필요로 하게 되지만 캐빈 내로 흡인된 공기의 최대 여과를 제공한다. 제2 필터 엘리먼트(300)는 HEPA 필터와 같은 미세입자 필터일 수 있으며, 제1 필터 엘리먼트는 큰 입자들을 붙잡는 섬유성 필터 매체로서 제공될 수 있으며 따라서 제2 필터 엘리먼트(300)가 사용되지 않는 경우 캐빈 공기를 큰 입자로부터 보호할 수 있다는 것이 이해될 것이다. HEPA 필터는 미세입자들이 필터 매체에 붙잡히며 좋지 못한 밀봉부를 통해 공기 유출구에 들어가지 못하는 것을 보장하기 위해, 필터 하우징에서 매우 타이트한 밀봉을 요구한다. 이것은 필터 엘리먼트 프레임과 하우징 사이의 반경방향 또는 축방향 밀봉을 사용하여 달성될 수 있다.
상기 모드는 운전 또는 주변 공기에 많은 양의 오염물질을 포함하는 주변 상태들에서 적용 가능하다. 미세입자들과 결합한 큰 입자들을 갖는 특별한 상태들에서, 예를 들면 센서는 입자 농도가 미세입자들, 예를 들면 PM2.5 또는 PM1을 향해 이동되는 것을 감지하거나 나타낸다.
특정 다이버터가 개방 또는 폐쇄되는 예들의 어느 것에서는, 대신에 다이버터들이 더 큰 또는 더 작은 정도의 공기가 해당하는 필터 엘리먼트를 통해 그들 주의를 통과하도록 점진적으로 조절될 수 있다. 특히, 임의의 주어진 시간에서 재순환되는 캐빈 공기의 양은 캐빈 공기 상태들에 의존하면서, 모들들의 어느 것에서, 완전히 개방된, 변하는 정도로 부분 개방된, 또는 완전히 폐쇄된 매우 다양한 비율 범위들을 가질 수 있다.
다양한 경우들에서 필터 매체는 팬 방향을 주기적으로 바꾸어 줌에 의해 리프레시(재생)될 수 있다.
규칙적으로 배터리 재충전이 필요한 전기차에 대한 것과 같은 어떤 경우들에서, 제어기(600)는 위치 데이터를 수신할 수 있으며 집에 있을 때, 일정 시간에, 또는 차량이 쉴 때 등과 같은 다양한 상태들에 기초하여 배터리가 충전을 받을 때를 결정할 수 있으며, 팬 방향을 바꾸어 줄 수 있으며, 개방된 다이버터들을 변화시켜 입자들을 후방으로 블로잉하여 필터 엘리먼트로부터 나오게 하여 다음 운전을 위해 필터 엘리먼트의 매체를 리프레시(새롭게)할 수 있다.
다른 경우들에서, 팬 방향이 바뀌며 흡착제들의 표면에 결합된 분자들의 해제 또는 탈착을 위해 공기를 사용하기 위해 개방된 다이버터들을 변화시킨다.
개시된 시스템 내에서 다양한 위치들에 다양한 필터 엘리먼트 유형들이 사용될 수 있다는 것은 본 개시를 갖는 당업자에 의해 또한 이해될 것이다. 일부 이러한 필터 엘리먼트 유형들은 어느 정도의 수분 또는 유해 가스를 흡수할 수 있는 흡착제 물질을 갖는 필터 매체를 포함할 수 있다. 사용 중, 또는 배터리 충전 중, 발동기가 많은 양의 열을 발생시키며, 배터리 및 전기 모터가 열을 발생시킨다는 것은 또한 일반적이다. 일부 예들에서, 이들 프로세스들로부터의 열은 필터 매체의 흡착 특성을 리프레시하기 위해 역방향으로 부는 팬을 갖는 리프레싱 모드(refreshing mode) 동안 흡착 필터 매체에 아주 가까운 곳으로 안내될 수 있다. 추가적으로, 활성탄과 같은, 일부 흡착 물질들은 표면 흡착제로부터 분자들을 제거하기 위하여 압력 하의 또는 온도 형태의 에너지 또는, 유체와 흡착제 사이의 농도차와 같은 구동력(추진력)을 필요로 한다.
캐빈 필터 엘리먼트(500)를 리프레시하기 위해 의도되는 반대 팬 모드(reverse fan mode)는 붙잡힌 분자들 또는 입자들을 갖는 공기가 직접 주변 공기로 나가도록 우회 유입구의 오프닝에 커플링될 수 있다.
캐빈 필터 엘리먼트(500)가 리프레시된 후, 우회 유입구(230)는 폐쇄될 수 있으며 공기는, 적절한 개방 또는 폐쇄 위치에 있는 다이버터(152)로, 제1 필터 엘리먼트(400)와 제2 필터 엘리먼트(300)를 통해 역방향으로 푸시될 수 있으며 따라서 제1 필터 엘리먼트(400)와 제2 필터 엘리먼트(300)를, 함께 또는 제1 필터 엘리먼트(400)만 리프레시할 수 있다.
본 발명의 이들 태양들은 배타적인 것을 의미하는 것은 아니며 본 발명의 다른 특징들, 태양들, 및 이점들은 이하의 기술, 첨부된 청구항들, 및 첨부 도면들과 함께 읽는 경우 당업자들에게 바로 명백할 것이다. 또한, 여기서 논의된 임의의 다양한 특징들, 구조들, 단계들, 또는 다른 태양들은 단지 설명을 위한 것이며, 이들 중 어느 것은, 적절한 경우, 대안적 실시형태들에서 논의된 바와 같은 임의의 이러한 특징들과 임의의 조합으로 적용될 수 있다.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 포지셔닝 및 다양한 추가적인 태양들을 더 잘 도시하기 위해 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 관리 시스템(10)를 부분 절개 분해도로 도시한다.
도 6은 필터 하우징(100)의 슬롯(slot)(404)을 도시하며 이것은 필터 엘리먼트(400)의 독립적인 제거 및 교체를 가능하게 한다. 유사하게, 필터 엘리먼트(300)는 하우징 뚜껑(104)을 제거함에 의해 독립적으로 교체될 수 있다. 개스킷 또는 라이너(108)는 누설이 발생하지 않거나 최소의 누설이 발생하도록, 뚜껑(104)을 필터 하우징(100)에 대해 밀봉시키는 것을 돕는다.
도 7은 흡기부(40) 주위에 제공될 수 있는 수분 제어 유닛(50)의 단면 사시도를 도시한다. 수분 제어 유닛(50)에는 소수성 내벽(hydrophobic interior wall)(54)이 제공될 수 있으며 운반된 방울들을 모이게 하며 궁극적으로 수분 제어 유닛의 바닥부로 빼내며 공기 흡기부에서 배수 파이프(56)에서 배수되도록 구성되는 정체 공기 영역(dead air zone)을 갖는 와류 설계(vortex design)를 포함할 수 있다.
도 8은 제어 유닛이 연결될 수 있는 다양한 시스템들을 더 상세히 도시한 위에서 논의된 바와 같은 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 관리 시스템(10)의 개략적인 개념도를 도시한다. 예를 들면, 제어 유닛(600)은 탁도 센서들을 포함할 수 있는 다양한 센서들(예: 바람직하게는 실시간 샘플링 레이트(real-time sampling rate)를 가지며 바람직하게는 표준 입자상 물질(standard particulate matter)(PM) 레벨에 따르는 입자 농도 값들을 제공하는 실시간 입자 크기/입자 농도 센서들)에 연결될 수 있으며, 이들 센서들은 외기 센서(outdoor air sensor)(616)를 포함하며 실시간 캐빈 센서(620)를 포함할 수 있다. 예로서, 인간의 머리카락은 직경이 보통 50-70 미크론이다. 미세입자들(PM2.5)은 보통 전자현미경만 볼 수 있다. 미세입자들은 자동차, 파워플랜트, 주거목재연소, 산불, 농업용 태우기, 및 일부 산업 프로세스를 포함하는 모든 유형의 연소로부터 발생된다. 직경이 10 마이크로미터 이하인 입자들(PM10)은 너무 작아서 폐 내의 작은 공동 내로 머무를 수 있으며(박힐 수 있으며), 잠재적으로 심각한 건강 문제들을 야기할 수 있다. HEPA 필터들은 공기 중의 PM2.5 입자들을 감소시키기 위해 사용된다.
외기 센서(616) 및/또는 실시간 캐빈 센서(620)는 바람직하게는 주변 공기 중의 미립자(입자상) 부하를 검출하며 바람직하게는 오염물질 또는 다른 유해가스들, 예를 들면, 다음 중 어느 것 또는 모두를 측정하기 위해 구성되는 가스 조성 센서를 포함한다: 암모니아(NH3), 휘발성유기화합물(volatile organic compounds) (VOCs), 이산화황(SO2), 질소산화물(nitrogen oxides) (NOX) 및 방향족 탄화수소(aromatic hydrocarbon).
내부 캐빈은 공기 질 센서로서 구성될 수 있으며 바람직하게는 이산화탄소(CO2) 레벨, 습도, 입자성 물질 총수(위에서 논의된 바와 같은)를 또한 검출하는 실시간 캐빈 센서(620)를 갖는다. 어떤 경우들에서, 제어 유닛(600)은 공기 질에 영향을 미칠 수도 있는 대안적인 파라미터들을 제공하기 위해 구성될 수 있는 대안적인 센서들(630)에 연결될 수 있으며, 예를 들면, 대안적인 센서들은 차량 내의 다양한 시트들에 작동 연결되는 압력 감지 스위치 또는 압력 센서일 수 있으며, 추가 승객들은 추가적인 맑은 공기 순환 및 감소된 캐빈 재순환을 요구할 수도 있는데 왜냐하면 대응하는 이산화탄소 증가가 상기 추가 승객들로 발생될 것이기 때문이다.
하나의 경우에서 다른 압력 센서들 또는 차압 센서들(612, 614)이 필터 엘리먼트(400 및 300)를 통한 압력 강하를 검출하며 그리고 특히 필터 엘리먼트를 걸친 압력 상승을 검출함에 의해 잔여 필터 엘리먼트 수명, 및 수명의 종료/서비스 간격 알람의 계산을 가능하게 하기 위해 제공될 수 있다. 바람직하게는 이들은 차압(differential pressure)(DP) 센서들, 필터 엘리먼트의 유입구측에서 유출구측까지 필터 엘리먼트에 걸친 압력 강하를 검출하며, 일부 실시형태들에서는 대안으로서, 압력 센서는 주변 압력에 대한 필터 유출측 압력만을 검출할 수 있으며, 주변 압력에 대한 압력 강하를 제공한다. 차압 센서들은 하우징(100) 내로 또는 하우징(100) 상으로 통합될 수 있으며, 제1 필터 엘리먼트(400) 및/또는 제2 필터 엘리먼트(300)에 통합될 수 있다. 이들 센서들은 제어 유닛(600), 또는 필터 엘리먼트들 상에 제공되는 RFID 센서들과 통신하기 위해 호환이 되는 CAN Bus일 수 있다. 추가적으로 차압(DP) 센서는 유리하게는 남은 사용수명을 모니터하며 서비스의 종료, 교체를 위한 시간을 검출하기 위해 캐빈 필터 엘리먼트(500)에 걸친 압력 강하를 모니터링하기 위해 제공될 수 있다. CAN Bus에 추가로, 앞서 논의된 다른 네트워크 기술 또는 통신 수단이 대안으로 사용될 수 있다. 도 8의 실시예에서, 차압 센서(612)는 제1 필터 엘리먼트(400)에 걸친 압력 강하를 측정한다. 차압 센서(614)는 제2 필터 엘리먼트(300)에 걸친 압력 강하를 측정한다. 차압 측정들은 제어 유닛(600)으로 통신되며, 제어 유닛은 바람직하게는 도 10으로 논의된 바와 같은, 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 시스템을 제어하는 프로그램된 제어 전략으로 구성되는, 컴퓨터 제어 유닛이다.
추가적으로 제어 유닛(600)은 주변 공기 상태들을 결정하기 위하여 위치를 수신하며 특정 위치에 결합된 역사적 데이터, 실시간 데이터, 또는 둘 다를 갖는 외부 데이터베이스(700a)를 기초로 결정할 수 있다. 일부 실시형태들에서는, 복수의 다양한 센서들 및 타입들을 작동시킬 필요가 없이, 베스트 모드를 결정하기 위하여 제어 유닛(600)은 시간, 속도, 교통 정보 등을 포함하는 추가 데이터를 또한 수신할 수 있으며 모두 차량의 특정 위치와 관련된다.
특히 다양한 다이버터들이 여기서는 다양한 유입구들 또는 유출구들을 커버하도록 축 회전을 통해 작동되는 전기기계 플랩들(electromechanical flaps)로서 예시된다. 여기서 다양한 다른 실시형태들이 고려되며 대향 에지들 주위에 제공되는 채널들을 통한 플랩들의 평면 이동을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. 추가적으로, 여기서 다양한 공압식 작동이 고려되며 요망되는 모드에 기초하여 다양한 다이버터들을 특정 위치들로 밀거나 당기기 위해 정압 또는 부압이 인가된다. 다이버터들은 예시된 바와 같이 라멜라 플랩들(lamellae flaps)로서 제공될 수 있으며 플랩들은 밀봉 능력을 향상시키기 위해 탄성적으로 변형 가능한 에지 부분들을 갖는 강성의 중앙 부분들을 포함할 수 있다.
추가적으로 필터 엘리먼트는 변화하는 크기를 갖는 입자성 물질을 제거할 뿐만 아니라 일산화탄소, 아산화질소, 물, 황산화물, 메탄 또는 다른 탄화수소와 같은 휘발성유기화합물을 포함하는 유해 가스 및 연기를 제거하기 위한 물질 및 매체를 포함할 수 있다. 필터 엘리먼트, 특히 제2 필터 엘리먼트(300) 및/또는 캐빈 필터 엘리먼트(500)는 필터 매체 내에 활성탄 또는 제올라이트의 흡착제를 포함할 수 있으며, 또는 필터 매체 상에 제공되는 흡착제의 층을 가져서, 쓰레기 매립지, 폐수처리시설, 거름 등과 같은, 유해하지는 않지만 싫은 냄새(악취)를 제거하며, 또는 다른 폐기물들은 다양한 필터 매체에 의해 흡수될 수 있으며 따라서 가스 레벨이 사람의 코에 의해 검출될 수 없으며, 또한 바람직하게는 NOX, NH3, 방향족 탄화수소, SO2, O3, 및 휘발성유기화합물(VOCs)을 제거한다.
여기서 논의된 다이버터들은 동일한 기능을 수행하기 위한 많은 방법들로 변경될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들면, 다이버터들은 원-웨이 밸브, 투-웨이 밸브, 슬라이딩 밸브, 회전 밸브, 플랩, 또는 공기를 리디렉트하거나 공기의 흐름을 제어하는 임의의 다른 타입 또는 구성일 수도 있다. 다이버터들은 다수의 부품들 또는 요소들을 포함할 수 있다. 다이버터들은, 제어 유닛(600), 또는 다른 마이크로컨트롤러가 모터 또는 다른 작동 장치를 통해 그들을 개방, 부분 개방 또는 폐쇄시키도록, 형성될 수 있다는 것이 또한 이해되어야 한다. 공압식 버전들에서는, 진공 또는 압력 리디렉션(redirection)이 직접 다이버터들을 조정하도록 하는 액추에이터 또는 모터를 대체할 수 있다. 유리하게는, 여기서 논의된 다양한 센서들과 다이버터 액추에이터들은 차량 계측 제어기 통신망(Controller Area Network)(CAN 버스)을 통해 제어 유닛(600) 및 다른 기기들과 디지털 통신하도록 구성된, 호환이 되는 CAN 버스일 수 있다. 대안으로 여기서 논의된 다양한 센서들 및 다이버터 액추에이터들은 다른 공지된 유형의 차량 네트워크, WIFI를 통해, 또는 차량 제어 기술의 당업자들에게 알려진 아날로그 접압 또는 전류 루프 신호들에 의해 제어 유닛(600)과 통신할 수 있다.
다른 실시형태에서, 차량의 여과를 관리하는 방법은 다음의 단계들: 차량의 외부로부터 주변 공기의 적어도 하나의 파라미터를 검출하는 단계; 차량의 내부로부터 캐빈 공기의 적어도 하나의 파라미터를 검출하는 단계; 복수의 다이버트들을 사용하여 필터 관리 시스템을 통한 공기 유로(흐름경로)를 변경하는 단계를 포함하며, 필터 관리 시스템은: 맑은 공기 하우징(fresh air housing) 내에 배치되는 제1 필터 엘리먼트 및 제2 필터 엘리먼트를 포함하며, 맑은 공기 하우징은 유입구, 유출구 및 제1 다이버터를 가지며, 캐빈 하우징에 배치된 제3 필터 엘리먼트를 포함하며, 캐빈 하우징은 여과된 유입구 및 여과된 다이버터, 맑은 공기 유입구 및 우회 다이버터, 및 재순환 공기 유입구 및 캐빈 다이버터, 및 맑은 공기와 캐빈 하우징 사이에 배치된 유체 채널을 갖는다.
상기 방법 실시형태에서, 공기 유로는(air flow path)는 다음의 방식들 중 하나로 안내된다: 주변 공기는 제1 필터 엘리먼트 및 제2 필터 엘리먼트를 통해 맑은 공기 하우징 내로 흐르며 이어서 제3 필터 엘리먼트를 통해 캐빈 하우징 내로 흐른다; 주변 공기는 제1 필터 엘리먼트를 통해 맑은 공기 하우징 내로 흐르며 이어서 제3 필터 하우징을 통해 캐빈 하우징 내로 흐른다; 주변 공기는 맑은 공기 유입구를 통해 그리고 제3 필터 엘리먼트를 통해 캐빈 내로 흐른다; 또는 주변 공기는 재순환 공기 유입구로부터 그리고 제3 필터 엘리먼트를 통해 캐빈 내로 흐른다.
상기 방법은 차량 내의 탑승자들의 수를 검출하는 단계 및 검출된 탑승자들의 수에 기초하여 공기 유로(air flow path)의 속도를 변경하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 탑승자들의 수는, 예를 들면, 안전벨트 상태 스위치들(안전벨트 착용)에 의해, 또는 좌석 점유 센서들에 의해, (예를 들면 탑승자가 앉아 있는 경우를 검출하기 위한 좌석 쿠션 내에 또는 그 아래에 설치된 압력 감지 스위치들과 같은), 또는 당업자들에게 알려져 있을 수 있는 다른 검출 수단에 의해 검출될 수 있다.
상기 방법은 GPS 유닛으로부터 수신된 위치 정보와 함께 감지된 데이터를 데이터베이스로 기록(recording)하는 것에 기초하여 공기 유로를 변경하는 단계를 대안으로 포함할 수 있다.
상기 방법은 차량의 충전 상태 결정하는 단계를 더욱 포함할 수 있으며, 그 상태를 기초로 공기 유로를 제3 필터 엘리먼트의 여과측으로부터 제3 필터 엘리먼트를 통해 그리고 맑은 공기 유입구를 통해 밖으로 안내되도록 되돌릴 수 있다.
차량의 여과를 관리하는 또 다른 방법 실시형태는 다음의 단계들: 차량의 위치를 결정하는 단계(determining a location of the vehicle); 결정된 위치와 관련된 공기 질 정보를 갖는 데이터베이스에 접근하는 단계(accessing a database having air quality information associated with the determined location); 및 복수의 다이버터들을 사용하여 필터 관리 시스템을 통해 공기 유로를 변경하는 단계(modifying an air flow path through a filter management system using a plurality of diverters)를 포함하며, 필터 관리 시스템은: 맑은 공기 하우징에 배치된 제1 필터 엘리먼트 및 제2 필터 엘리먼트를 포함하며, 맑은 공기 하우징은 유입구, 유출구 및 제1 다이버터를 가지며, 캐빈 하우징에 배치된 제3 필터 엘리먼트를 포함하며, 캐빈 하우징은 여과된 유입구(filtered inlet) 및 여과된 다이버터(filtered diverter), 맑은 공기 유입구 및 우회 다이버터, 및 재순환 공기 유입구 및 캐빈 다이버터, 및 맑은 공기 하우징과 캐빈 하우징 사이에 배치된 유체 채널을 갖는다.
바로 위의 방법 실시형태는 공기 유로가 다음의 방식들 중 하나로 안내되도록 할 수 있다: 공기는 제1 필터 엘리먼트 및 제2 필터 엘리먼트를 통해 맑은 공기 하우징 내로 흐르며 이어서 제3 필터 엘리먼트를 통해 캐빈 하우징 내로 흐른다; 공기는 제1 필터 엘리먼트를 통해 맑은 공기 하우징 내로 흐르며 이어서 제3 필터 하우징을 통해 캐빈 하우징 내로 흐른다; 공기는 맑은 공기 유입구를 통해 그리고 제3 필터 엘리먼트를 통해 캐빈 내로 흐른다; 또는 공기는 재순환 공기 유입구로부터 그리고 제3 필터 엘리먼트를 통해 캐빈 내로 흐른다.
위치 정보를 사용하는 상기 방법 실시형태는 차량 내부의 탑승자의 수를 검출하는 단계 및 상기 검출된 탑승자 수를 기초로 공기 유로의 속도를 변경하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
위치 정보를 사용하는 상기 방법 실시형태는 차량의 충전 상태를 결정하는 단계를 더욱 포함할 수 있으며, 충전 상태를 기초로 공기 유로를 제3 필터 엘리먼트의 여과측으로부터 제3 필터 엘리먼트를 통해 그리고 맑은 공기 유입구를 통해 밖으로 안내되도록 되돌릴 수 있다.
도 9는 흡기부(40) 및/또는 외부 필터 하우징(100)에서 제공될 수 있는 또는 캐빈 필터 엘리먼트(500)의 매체가 제공될 수 있는 또는 캐빈 필터 엘리먼트(500)의 매체 상에 제공될 수 있는 흡착제 코팅 또는 흡착제 매체의 냄새 감소 효과를 도시하는 차트를 제공한다.
흡착 동안, 가스상 또는 방출된 물질들은 입자상 물질 흡착 매체의 경계층(또는 표면)에 집중된다. 분자들은 표면에 연결되며 고정된다. 흡착 과정은 가역적(reversible)이다. 용어 '물리 흡착(physisorption)'이 사용될 수 있는데 왜냐하면 이것은 물리적 과정이기 때문이다. 표면으로부터 흡착된 분자들의 방출은 탈착(desorption)이다. 기본 흡착 과정은 표면 효과에 기초한다. 오염물질들은 표면에 모여지며(가두어지며) 거기에 집중된다. 그들은 원칙적으로 임의의 표면에서 이것을 한다. 바람직하게는 흡착제 재료는 활성탄 또는 제올라이트이다. 활성탄이 특히 유리한데 왜냐하면 (예를 들면) 활성탄의 1 티스푼은 축구장과 같은 동일한 내측 표면적을 가질 수 있으며, 원치 않은 냄새가 나는 또는 유해 가스들의 많은 양에 결합될 수 되어, 이들을 캐빈 공기 흐름에서 제거할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 흡착 거동은 냄새가 나는 가스들의 간헐적인 '피크(peak)' 발생들을 이들 가스들을 흡착하며 그리고 나중에 천천히 가스들을 방출하며, '냄새 탐지 역치(odor detection threshold)' 이하의 냄새가 나는 가스들의 '현저한 피크(noticeable peak)' 농도를 감소시킴에 의해 감소 또는 제거하는 것이 유리하다.
도 10과 관하여, 본 발명을 더 잘 이해하기 위하여, 도 10의 테이블은 도 8에 따르는 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 시스템의 컴퓨터 제어된 작동의 구상된 기능 설명을 테이블로서 제공한다. 제어 유닛(600)의 제어 프로그램 로직이 차량 관리 컴퓨터에 있을 수 있다는 것이 구상된다. 대안으로 제어 유닛(600)의 프로그램 제어 로직이 개시된 제어 유닛(600)을 구현하는 별개의 컴퓨터에 구현될 수 있다. 이하에서 인용되는 값들 및 조건들은 단지 스마트 멀티 모드 차량 공기 여과 시스템의 개시된 실시형태들의 기능 작동의 작동 가능 실시예를 제공하기 위해서 제공된다. 본 발명은 이하에서 제공되는 특정 값들 및 조건들로 한정되는 것은 아니다. 도 10에서, 테이블에서 "x"의 존재는 "사용되는(in use)", "스위치 온(switched on)" 또는 공기에 의해 "관류되는(streamed through)"을 나타낸다. "x"의 부재는 "사용되지 않는(not in use)", "스위치 오프(switched off)" 또는 예를 들면 다이버터 의해 "우회되는(bypassed)", 또는 (필터에 대해) 우회 위치로 하우징 내에서 회전되는 것을 나타낸다. 필터 엘리먼트 우회(bypass)를 위한 다이버터들이 도시되지만, 다른 실시형태들에서는 필터 엘리먼트들이, 하우징 내에서 공기 흐름이 필터 엘리먼트를 통해 흐르도록 필터 엘리먼트가 배치되는 제1 위치에서, 필터 엘리먼트가 하우징 내에서 공기 흐름과 대체로 정렬되는 제2 위치로 회전되는 제2 위치로 회전하여 공기 흐름이 필터 엘리먼트를 우회할 수 있도록 구성될 수 있으며, 이것은 제어 유닛(600)의 제어 하에 있다. 시스템의 제어되는 작동을 더 잘 이해하기 위해, 6개의 운전 상황들(driving situations)이 이하에서 논의된다.
운전 상황 1: 맑은, 좋은 외부 공기(요세미티 모드)(Fresh, good outside air (Yosemite Mode).
초기 상황: (예를 들면) 15℃ 외부 온도, 60% 대기 습도, 꽃가루 농도 보통, 연무(연기) 없음, 미세먼지 거의 없음.
운전자는 교외 지역에서 양호하고, 맑은 공기에서 그의 일터로 가는 길을 출발한다. 차량은 운전자의 존재를 인지하며, 이에 의해 차량은 21℃로 그 자신을 자동적으로 가열시킨다, 용이한 제습, 체적 유량 200 m3/h. 외부 및 내부 공기 질 센서는 외부 및 내부 공기가 양호하다는 것을 보여주며 따라서 외부 공기 여과 단계가 필요하지 않는다(필터 엘리먼트들: 제1 필터 엘리먼트(400) 및 제2 필터 엘리먼트(300)). 양 엘리먼트들은 공기 흐름에서 꺼내어진다. 이것은 2개의 이점들 더 낮은 압력 강하로 인한 전체 시스템의 더 작은 에너지 소비와 또한 양 필터 엘리먼트들이 직접 관류되지 않기 때문에 양 필터 엘리먼트들의 더 긴 수명을 포함한다. 더 작은 노출로 인해, 외부 공기에 대한 더 작은 여과 성능이 필요하며, 따라서 순환 필터로 외부 공기의 작은 부분 및 내부 공기를 여과하면 충분하다. 우회 다이버터(232) 및/또는 캐빈 다이버터(222)는 순환 공기 95% 대 맑은 공기 5%의 비율을 조절하도록 작동한다. 또한 운전 차량의 흡기 시스템에 형성되는 정체 압력(stagnation pressure)은 흡기부(40) 또는 외부 필터 하우징(100) 내의 유해한 차량 흡착제 및 유해 가스들을 제거하기 위한 필터 엘리먼트(500)의 가스 흡착 물질, 즉 활성탄 또는 제올라이트의 탈착을 위해 사용될 수 있다. 필요한 경우 추가 송풍기가 필요한 탈착 공기 흐름을 가하기 위해 지원될 수 있다.
운전 상황 2:
상황 변화 1에서 2 - 입자들 및 유해 가스들에 보통/평균 노출.
두 사람이 차에 타며, 따라서 두 명 더 탄 사람들 때문에 히팅이 감소될 것이다. 체적 유량은 300 m3/h로 상승하며, 외부 공기 부분은 또한 더 높은 CO2 및 습도에 반응하기 위해 상승한다. 차 안의 캐빈 센서(620)는 상승하는 CO2 노출을 검출할 것이며 맑은 공기 공급이 캐빈 다이버터(222)에 의해 증가될 것이다(예: 85 % 순환 공기 / 15 % 맑은 공기). 어떤 계속 진행 중인 출근길 운전 후, 운전자는 고속도로로 갈 필요가 있다. 이제 러시아워 또는 많은 교통량에서, 유해 가스들 및 입자들에 대한 공기의 노출이 상승한다. 맑은 공기의 더 많은 공급 및 더 많은 외부 공기 노출(외부 공기 센서 616) 때문에, 제1 필터 엘리먼트(400)가 스위치 온될 것이다(여과된 다이버터(212)는 개방되며, 갭 다이버터(152)는 개방된다). 제2 필터 엘리먼트(300)(미세먼지 필터)는 이러한 상황에서는 필요하지 않을 것이며 따라서 갭 다이버터(152)를 통해 우회될 것이다. 캐빈 필터 엘리먼트(500)는, 상황에 의존하면서, 활성 또는 비활성이 될 수 있으며(캐빈 필터 엘리먼트(500) 주위에 우회로(우회흐름)(bypass)을 갖는 실시형태들에서), 캐빈 센서(620)에 따라서 차 내의 공기 질에 관하여 보고한다.
운전 상황 3:
상황 변화 2에서 3 - 러시아워 동안 트래픽 잼(교통 체증).
교통량 증가로 인해, 교통 흐름이 느리거나 또는 정지하고 간다. 교통량 증가 때문에 외부 공기에서의 미세먼지 노출이 증가한다(외부 공기 센서(616)). 시스템은 100 % 순환 공기 모드로 전환된다(캐빈 다이버터(222) 개방). 이러한 상황에서, 캐빈 필터 엘리먼트(500)는 재순환 공기에 의해 관류될 것이다. 바람직하게는 캐빈 필터 엘리먼트의 매체는 유해 가스들을 흡착하기 위해 흡착제(absorbent)(활성탄 또는 제올라이트)를 포함한다. 바람직하게는 캐빈 필터 매체는 공기중 박테리아 바이러스를 감소시키거나 죽이며 알레르겐을 제거하기 위한 생체 기능 매체를 포함한다. 나쁜 교통 상황이 개선되지 않는 경우, 내부 공간의 CO2 농도는 계속 상승할 것이다. 추가적인 맑은 공기가 공급되어야 한다. 외부 공기 센서(616)가 외부 공기에서 높은 미세먼지 노출을 나타내기 때문에, 외부 공기는 제1 필터 엘리먼트(400) 및 제2 필터 엘리먼트(300) 둘 다를 통해 관류되며(갭 다이버터(152) 폐쇄), 최소 입자들을 여과시키기 위한 제2 필터 엘리먼트(바람직하게는 HEPA 필터)의 추가도, 또한. 흡기 시스템에서 정체 압력의 부족으로 인해, 시스템의 송풍기는 외부 공기를 흡인하기 위해 더 많은 에너지를 필요로 하며, 따라서 CO2 농도가 감소할 때까지 외부로부터의 공기가 공급될 것이다(캐빈 센서(620), 외부 공기 센서(612)). CO2 농도가 충분히 감소하는 경우, 시스템은 높은 재순환되는 공기 부분으로 전환되어(우회 다이버터(232) 및/또는 캐빈 다이버터(222)) 압력 강하 및 결과적인 송풍기 출력을 감소시키는데, 왜냐하면 캐빈 내의 입자성 물질들 및 유해 가스들을 감소시키기 위해 캐빈 필터 엘리먼트(500)가 관류되기 때문이다.
운전 상황 4:
상황 변화 3에서 4 - 교통 체증에서 터널 횡단(차량은 GPS 위치, 태양 센서 또는 다른 수단에 의해 터널을 결정할 수 있다).
차량은 터널의 입구(진입)을 인식한다, 예를 들면 GPS 650, 사용자 입력 인터페이스를 통한 사용자 입력, 또는 선 센서(sun sensor). 터널 내의 짧은, 높은 노출들로 인해, 시스템은 100 % 순환 공기로 전환된다(우회 다이버터(232) 및/또는 캐빈 다이버터(222)). 오염된 외부는 필요하지 않으며, 여과되지 않으며 따라서 외부 공기 여과 단계는 불필요하게 강조되지 않는다. 캐빈 필터 엘리먼트(500)는 능동적으로 관류될 것이다. 캐빈 센서(620)는 터널 횡단 동안 객실 내의 CO2 농도를 측정하며, 경우에 따라 맑은 공기를 공급하기 위해 시스템이 반응하는 것을 가능하게 한다. 차량이 터널을 떠난 후, 시스템은 맑은 공기로 가득찰 것이다. 외부 공기 질에 의존하면서, 제1 필터 엘리먼트(400) 및 경우에 따라 제2 필터 엘리먼트(300)는 스위치 온될 것이다(갭 다이버터(152)의 개방/폐쇄).
운전 상황 5:
상황 변화 4에서 5 - 교통에 오래가는, 높은 노출
시스템은 맑은 공기로 가득찰 것이며, 단시간에 걸쳐 100 % 맑은 공기를 제공하기 위해 제1 필터 엘리먼트(400) 및 제 2 필터 엘리먼트(300)는 활성이다(갭 다이버터(152) 폐쇄, 우회 다이버터(232) 개방). 캐빈 센서(620)는 캐빈의 내부 공간 공기를 검사하며, 그것이 오케이인 경우, 시스템은 캐빈 공기의 일부를 재순환시키기 위해 전환된다. 공기를 맑은 공기로 순환시키기 위한 비율은 0 %와 100 % 사이에서 계속적으로 조절된다(캐빈 다이버터(222)의 조절(변조) 위치).
운전 상황 6:
특별한 경우 탈착(Special case Desorption): 운전 상황 파킹 또는 충전 스테이션에서(driving situation parking or at charging station).
외부 공기 센서(616)는 작은 압력을 받는 외부 공기를 보고한다. 우회 다이버터(232)가 개방된다. 흡기부(40) 또는 하우징(들)(100, 200) 내의 흡착제 물질은 흡착된 유해 가스들을 탈착시키기 위해 재생될 수 있다(흡착제의 재생). 배터리 충전 과정에서의 폐열은 탈착 성능을 향상시키기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 원리들이 여기서 기술되었지만, 이러한 기술은 단지 예시적으로 이루어지며 본 발명의 범위를 한정하는 것으로서 이루어지지 않았음을 당업자들은 이해하여야 할 것이다. 여기에 기술된 그리고 도시된 예시적인 실시형태들에 추가로 본 발명의 범위 내에서 다른 실시형태들이 고려된다. 예를 들면, 본 발명의 태양들은 HVAC 및 다른 설비 여과 또는 유체 여과 시스템들을 포함하는, 다양한 환경들의 다른 여과 시스템들에 유사하게 적용될 수 있다.
당업자에 의한 변경 및 치환들이 본 발명의 범위 내에서 있는 것으로 간주된다. 추가적으로, 전술한 실시형태들의 어느 하나를 참조로 논의된 임의의 특징, 구조, 부품, 방법 단계는 여기서 논의된 다른 대안적인 실시형태들의 임의의 특징들로 또는 이들과 함께 사용하기 위해 손쉽게 적용 가능하며, 당업자는 개시된 다양한 실시형태들의 능력을 평가할 수 있을 것이며 이러한 적응을 할 수 있을 것이라는 것을 이해할 것이다.

Claims (24)

  1. 차량용 캐빈 공기의 여과를 위한 필터 관리 시스템(10)으로서,
    상기 필터 관리 시스템(10)은:
    외부의 맑은 공기 하우징(100)에 배치되는 제1 필터 엘리먼트(400) 및 제2 필터 엘리먼트(300)로서, 외부의 맑은 공기 하우징(100)은 유입구(110)와 유출구(150)를 갖는, 제1 필터 엘리먼트(400) 및 제2 필터 엘리먼트(300);
    캐빈 하우징(200)에 배치되는 제3 필터 엘리먼트(500)로서, 캐빈 하우징(200)은 적어도 하나의 유입구(210, 220)를 갖되, 상기 적어도 하나의 유입구(210, 220)는 여과된 유입구(210)인, 제3 필터 엘리먼트(500);
    외부의 맑은 공기 하우징(100)과 캐빈 하우징(200) 사이에 배치되는 유체 채널(154)로서, 캐빈 하우징(200)의 상기 여과된 유입구(210)가 상기 유체 채널(154)을 통해 외부의 맑은 공기 하우징(100)으로부터 공기를 받도록 구성되는, 유체 채널(154); 및
    외부의 맑은 공기 하우징(100)의 유출구(150) 가까이 배치되는 제1 다이버터(152)로서, 제1 다이버터(152)는 주변 공기가 복수의 유로들로 외부의 맑은 공기 하우징(100)을 통해 흐르도록 구성되는, 제1 다이버터(152)
    를 포함하되, 상기 복수의 유로들은 제1 필터 엘리먼트(400)를 통한 주변 공기의 단지 하나의 여과 통과 및 제1 필터 엘리먼트(400)와 제2 필터 엘리먼트(300) 양자를 통한 주변 공기의 이중 통과 여과를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 다이버터(152)는 전기기계 수단을 통해 또는 공압 수단을 통해 제어되는 것을 특징으로 하는 필터 관리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    제1 다이버터(152)와 통신하는 프로세서(600); 및
    프로세서와 통신하는 적어도 하나의 센서(610, 612, 614, 615, 620)를 더욱 포함하며, 적어도 하나의 센서는 필터 관리 시스템으로 들어가는 주변 공기의 질 및 차 내의 공기의 질 중 적어도 하나를 검출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 필터 관리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    적어도 하나의 센서(610, 612, 614, 615, 620)는 다음의 공기 파라미터들: 입자 크기, 가스의 조성, 온도, 압력, 공기 유속, 광특성들, 차량 작동 상태, 충전 상태, 차량 사용, 또는 습도 중 적어도 하나를 검출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 필터 관리 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    캐빈 하우징(200)은
    유체 채널(154) 및 적어도 하나의 유입구(210)와 관련된 필터 다이버터(212),
    캐빈 하우징(200)의 직접의 맑은 공기 유입구와 관련된 우회 다이버터(232), 및
    캐빈 하우징(200)의 재순환 유입구(220)와 관련된 캐빈 다이버터(222)를
    더욱 포함하며,
    필터 다이버터(212), 우회 다이버터(232) 및 캐빈 다이버터(222)는 개방 위치, 폐쇄 위치, 또는 부분적 개방 위치로 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 필터 관리 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    프로세서(600)와 통신하는 GPS 유닛(650)과 데이터베이스(700)를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 관리 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    수분 관리 시스템(50)을 갖는 흡기 시스템(40)을 더욱 포함하며,
    흡기 시스템(40)은 외부의 맑은 공기 하우징(100)의 유입구(110)와 유체 소통하며,
    수분 관리 시스템(50)은 외부의 맑은 공기 하우징(100)으로 통과하기에 앞서 흡기 시스템(40)으로 들어가는 공기로부터 수분을 제거하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 필터 관리 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    제3 필터 엘리먼트(500)의 깨끗한 공기측 근위에 배치되는 팬(652)을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 관리 시스템.
  9. 제5항에 있어서,
    다이버터들(212, 222, 232) 각각과 통신하는 프로세서(600);
    프로세서(600)와 통신하는 적어도 하나의 센서(610, 612, 614, 615, 620)로서, 적어도 하나의 센서(610, 612, 614, 615, 620)는 필터 관리 시스템(10)으로 들어가는 주변 공기의 질 및 차 내의 공기의 질 중 적어도 하나를 검출하도록 구성되는, 적어도 하나의 센서;
    프로세서(600)와 통신하는 GPS 유닛(650);
    프로세서(600)와 통신하는 데이터베이스(700)를
    더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 관리 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    다이버터들(212, 222, 232) 각각은 적어도 하나의 센서(610, 612, 614, 615, 620), GPS 유닛(650), 또는 데이터베이스(700)로부터 프로세서(600)에 의해 수신되는 정보를 기초로 프로세서(600)로부터 안내되는 것과 같은 공기 유로에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 필터 관리 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    프로세서(600)와 통신하며 차량의 캐빈 내의 캐빈 공기와 상호연관된 적어도 하나의 공기 파라미터를 감지하기 위해 구성된 내부 센서(620)를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 관리 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    프로세서(600)는 GPS 유닛(650)과 적어도 하나의 센서(610, 612, 614, 615, 620)로부터의 수신된 데이터를 데이터베이스(700)에 저장되도록 안내하기 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 필터 관리 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    외부의 맑은 공기 하우징(100)은 제1 필터 엘리먼트(400)와 제2 필터 엘리먼트(300)를 분리하여 제거하기 위한 분리된 개구들(404)을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 관리 시스템.
  14. 차량의 여과를 관리하는 방법으로서, 다음의 단계들:
    차량의 외부로부터 주변 공기의 적어도 하나의 파라미터를 검출하는 단계;
    차량의 내부로부터 캐빈 공기의 적어도 하나의 파라미터를 검출하는 단계;
    다수의 다이버터들(152, 212, 222, 232)을 사용하여 필터 관리 시스템(10)을 통해 공기 유로를 변경하는 단계를 포함하며, 필터 관리 시스템(10)은:
    외부의 맑은 공기 하우징(100)에 배치된 제1 필터 엘리먼트(400) 및 제2 필터 엘리먼트(300)를 포함하며, 외부의 맑은 공기 하우징(100)은 유입구(110), 유출구(150) 및 제1 다이버터(152)를 가지며,
    캐빈 하우징(200)에 배치된 제3 필터 엘리먼트(500)를 포함하며, 캐빈 하우징(200)은 여과된 유입구(210) 및 여과된 다이버터(212), 맑은 공기 유입구(230) 및 우회 다이버터(232), 및 재순환 공기 유입구(220) 및 캐빈 다이버터(222)를 가지며, 그리고
    외부의 맑은 공기 하우징(100)과 캐빈 하우징(200) 사이에 배치된 유체 채널(154)을 포함하며,
    캐빈 하우징(200)의 상기 여과된 유입구(210)는 상기 유체 채널(154)을 통해 외부의 맑은 공기 하우징(100)으로부터 공기를 받도록 구성되며,
    제1 다이버터(152)는 주변 공기가 외부의 맑은 공기 하우징(100)을 통해 복수의 유로들로 흐르는 것을 가능하게 하며,
    상기 공기 유로는, 주변 공기가 제1 필터 엘리먼트(400) 및 제2 필터 엘리먼트(300)를 통해 외부의 맑은 공기 하우징(100) 내로 흐르며 이어서 제3 필터 엘리먼트(500)를 통해 캐빈 하우징(200) 내로 흐르는 방식으로, 안내될 수 있는 것을 특징으로 하는 차량의 여과를 관리하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    캐빈 하우징(200)은 유체 채널(154) 및 여과된 유입구(210)와 관련된 필터 다이버터(212), 캐빈 하우징(200)의 직접의 맑은 공기 유입구와 관련된 우회 다이버터(232), 및 캐빈 하우징(200)의 재순환 공기 유입구(220)와 관련된 캐빈 다이버터(222)를 더욱 포함하며, 필터 다이버터(212), 우회 다이버터(232) 및 캐빈 다이버터(222)는 개방 위치, 폐쇄 위치, 또는 부분적 개방 위치로 배치될 수 있으며,
    이에 의해 공기 유로는:
    주변 공기가 제1 필터 엘리먼트(400)를 통해 맑은 공기 하우징 내로 흐르며 이어서 제3 필터 엘리먼트(500)를 통해 캐빈 하우징(200) 내로 흐르는 방식;
    주변 공기가 맑은 공기 유입구(230)를 통해 그리고 제3 필터 엘리먼트(500)를 통해 캐빈 내로 흐르는 방식; 또는
    주변 공기가 재순환 공기 유입구(220)로부터 그리고 제3 필터 엘리먼트(500)를 통해 캐빈 하우징(200) 내로 흐르는 방식
    중 하나의 방식으로 안내되는 것을 특징으로 하는 차량의 여과를 관리하는 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    차량 내의 탑승자들의 수를 검출하는 단계 및 검출된 탑승자들의 수에 기초하여 공기 유로의 속도를 변경하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 여과를 관리하는 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    GPS 유닛(650)으로부터 수신된 위치 정보와 함께 감지된 데이터를 데이터베이스로 기록하는 것에 기초하여 공기 유로를 변경하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 여과를 관리하는 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    차량의 충전 상태 및 필터 엘리먼트들(300, 400, 500) 중 적어도 하나의 서비스 상태 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 여과를 관리하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    공기 유로가 제3 필터 엘리먼트(500)의 여과측으로부터 제3 필터 엘리먼트(500)를 통해 그리고 맑은 공기 유입구(230)를 통해 밖으로 안내되는 것을 특징으로 하는 차량의 여과를 관리하는 방법.
  20. 차량의 여과를 관리하는 방법으로서, 다음의 단계들:
    차량의 위치를 결정하는 단계;
    결정된 위치와 관련된 공기 질 정보를 갖는 데이터베이스(700)에 접근하는 단계; 및
    복수의 다이버터들(152, 212, 222, 232)을 사용하여 필터 관리 시스템(10)을 통해 공기 유로를 변경하는 단계를 포함하며, 필터 관리 시스템(10)은;
    외부의 맑은 공기 하우징(100)에 배치된 제1 필터 엘리먼트(400) 및 제2 필터 엘리먼트(300)를 포함하며, 외부의 맑은 공기 하우징(100)은 유입구(110), 유출구(150) 및 제1 다이버터(152)를 가지며,
    캐빈 하우징(200)에 배치된 제3 필터 엘리먼트(500)를 포함하며, 캐빈 하우징(200)은 여과된 유입구(210) 및 여과된 다이버터(212), 맑은 공기 유입구(230) 및 우회 다이버터(232), 및 재순환 공기 유입구(220) 및 캐빈 다이버터(222)를 가지며, 그리고,
    외부의 맑은 공기 하우징(100)과 캐빈 하우징(200) 사이에 배치된 유체 채널(154)을 포함하며,
    캐빈 하우징(200)의 상기 여과된 유입구(210)는 상기 유체 채널(154)을 통해 외부의 맑은 공기 하우징(100)으로부터 공기를 받도록 구성되며,
    제1 다이버터(152)는 주변 공기가 외부의 맑은 공기 하우징(100)을 통해 복수의 유로들로 흐르는 것을 가능하게 하며,
    상기 공기 유로는, 공기가 제1 필터 엘리먼트(400) 및 제2 필터 엘리먼트(300)를 통해 외부의 맑은 공기 하우징(100) 내로 흐르며 이어서 제3 필터 엘리먼트(500)를 통해 캐빈 하우징(200) 내로 흐르는 방식으로, 안내될 수 있는 것을 특징으로 하는 차량의 여과를 관리하는 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    공기 유로는:
    공기가 제1 필터 엘리먼트(400)를 통해 외부의 맑은 공기 하우징(100) 내로 흐르며 이어서 제3 필터 엘리먼트(500)를 통해 캐빈 하우징(200) 내로 흐르는 방식;
    공기가 맑은 공기 유입구(230)를 통해 그리고 제3 필터 엘리먼트(500)를 통해 캐빈 내로 흐르는 방식; 또는
    공기가 재순환 공기 유입구(220)로부터 그리고 제3 필터 엘리먼트(500)를 통해 캐빈 하우징(200) 내로 흐르는 방식
    중 하나의 방식으로 안내되는 것을 특징으로 하는 차량의 여과를 관리하는 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    차량 내의 탑승자들의 수를 검출하는 단계 및 검출된 탑승자들의 수에 기초하여 공기 유로의 속도를 변경하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 여과를 관리하는 방법.
  23. 제20항에 있어서,
    차량의 충전 상태 및 필터 엘리먼트들(300, 400, 500) 중 적어도 하나의 서비스 상태 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 여과를 관리하는 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    공기 유로가 제3 필터 엘리먼트(500)의 여과측으로부터 제3 필터 엘리먼트(500)를 통해 그리고 맑은 공기 유입구(230)를 통해 밖으로 안내되는 것을 특징으로 하는 차량의 여과를 관리하는 방법.
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