KR200422521Y1 - 차량용 공기정화장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량 실내·외의 공기 오염도를 측정하여 오염 수치로 표시함과 더불어 운전자에게 경보할 수 있도록 한 차량용 공기정화장치에 관한 것으로서, 차량의 전방에서 유입되는 외기 중의 유해가스를 측정하는 외부 공기센서, 차량 실내의 유해가스를 측정하는 내부 공기센서, 외기 순환모드 또는 내기 순환모드로 전환하는 인테이크 액츄에이터, 차량 실내에 설치되어 차량 실내의 공기를 정화하는 에어 클리너, 냄새와 공기 오염도를 오염 수치로 디스플레이하는 디스플레이부, 및 차량용 공기정화장치를 전반적으로 제어하는 마이컴을 포함하여 이루어지고, 마이컴은 외부 공기센서와 내부 공기센서로부터 입력되는 유해가스량을 미리 설정된 유해가스 설정치와 각각 비교하여 그 결과에 따라 인테이크 액츄에이터를 제어하여 내기 순환모드 또는 외기 순환모드로 변환함과 더불어 에어 클리너를 제어하여 공기를 정화하고, 유해가스량에 따른 공기 오염도를 오염 수치로 디스플레이부를 통해 디스플레이하는 것을 특징으로 한다.

자동차, 공기 오염, 센서, 에어 클리너, 유해 가스

Description

차량용 공기정화장치{Apparatus for purifying the air for cars}

도 1 은 종래의 자동차 공기정화 시스템의 블럭 구성도.

도 2 는 본 고안에 따른 차량용 공기정화장치의 블럭 구성도.

도 3 은 본 고안에 따른 차량용 공기정화방법의 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110: 마이컴 120: 냄새 센서

130: 외부 공기센서 140: 내부 공기센서

150: 경보부 160: 인테이크 액츄에이터

170: 에어 클리너 180: 중간 센서

190: 디스플레이부

본 고안은 차량에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량 실내·외의 공기 오염도를 측정하여 오염 수치로 표시함과 더불어 운전자에게 경보할 수 있도록 한 차량용 공기정화장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 실내 및 외부에 발생하는 불쾌한 냄새나 전자부품의 쇼트에 의한 유독가스 발생시 차량 운전자 및 탑승자는 초기에 쉽게 이상 여부를 오감에 의해 판단할 수 있지만 지속적인 노출에 의해 냄새를 못 느끼게 되는 후각피로 현상에 의해 일정시간이 지나면 상황의 판단에 오류를 일으킬 수 있다.

즉, 불쾌한 냄새가 차량의 실내에서 발생하는지, 트렁크나 엔진룸과 같이 실외에서 발생하는지, 아니면 외기에서 발생하는 지를 판단하기가 어렵다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 공기정화 기능을 구비한 자동차 공기정화 시스템이 일부 차량에 적용되어 실내 공기를 항상 쾌적하게 유지시키고 있다.

도 1 은 종래의 자동차 공기정화 시스템의 블럭 구성도이다.

종래의 자동차 공기정화 시스템은 도 1 에 도시된 바와 같이, 외부 공기의 오염을 감지하는 외부 공기센서(12)와 차량 실내 공기의 오염을 감지하는 내부 공기센서(14), 외부 공기센서(12)와 내부 공기센서(14)의 감지 신호를 입력받아 해당 제어신호를 출력하는 마이컴(16), 이 마이컴(16)의 제어신호를 입력받아 외기 순환모드 및 내기 순환모드로 전환하는 인테이크 액츄에이터(18), 및 마이컴(16)의 제 어신호를 입력받아 차량 실내의 오염된 공기를 정화하는 에어 클리너(20)로 이루어진다.

이와 같이 구성된 자동차 공기정화 시스템은 실내·외 공기가 오염되어 외부 공기센서(12)와 내부 공기센서(14)가 온되면 마이컴(16)은 에어 클리너(20)를 동작시킴과 더불어 인테이크 액츄에이터(18)를 통해 내기 순환모드로 전환하고, 외부 공기센서(12)가 오프이고 내부 공기센서(14)가 온이면 외기 순환모드로 전환하고 역시 에어 클리너(20)를 동작시켜 실내 공기를 정화한다.

아울러 외부 공기센서(12)가 온이고 내부 공기센서(14)가 오프일 경우에는 내기 순환모드로 전환시킴과 더불어 내기 순환모드로 전환되기 직전까지 오염된 외부 공기가 차량 실내로 유입되기 때문에 에어 클리너(20)를 역시 동작시키고, 외부 공기센서(12)와 내부 공기센서(14)가 모두 오프일 경우에는 내기 및 외기 순환모드를 운전자가 선택적으로 조정하고 에어 클리너(20)는 오프시킨다.

이러한 인테이크 액츄에이터와 에어 클리너의 작동상태는 다음의 표 1 과 같다.

인테이크 액츄에이터와 에어 클리너의 작동상태

외부 공기센서	내부 공기센서	인테이크 액츄에이터	에어 클리너
온	온	내기 순환모드	온
오프	온	외기 순환모드	온
온	오프	내기 순환모드	온
오프	오프	내기 및 외기 순환모드	오프

하지만, 상기한 바와 같은 종래의 자동차 공기특성제어 시스템은 차량의 공기 오염도를 수치로 표현하지 못하여 운전자 및 탑승자가 실내 공기의 청정도를 알지 못하고, 일시적인 불쾌한 냄새 및 휘발성 가스가 발생하면 종래의 공기센서에서는 인식하지 못하는 문제점이 있었다.

게다가, 에어 클리너의 오염이 심할 경우 자동차 공기정화 시스템의 효과가 급격히 떨어지고 에어 클리터의 오염에 따른 필터 교환시기를 운전자가 알 수 없다는 문제점이 있었다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 차량 실내·외의 공기 오염도를 측정하여 오염 수치로 운전자에게 경고할 수 있도록 한 차량용 공기정화장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은 차량 실내의 공기 상태를 실시간으로 체크하여 에어 클리너의 오염도 및 필터교환주기를 알려주고, 실시간으로 공기 오염도를 확인하여 차량 실내 유해가스의 모니터링이 가능하도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 창안된 본 고안의 구성은 다음과 같다. 본 고안의 차량용 공기정화장치는 차량 실내로 유입되는 공기의 공기 오염도를 판단하여 유해가스를 정화하는 차량용 공기정화장치에 있어서, 차량의 전방에서 유입되는 외기 중의 유해가스를 측정하는 외부 공기센서, 상기 차량 실내의 유해가스를 측정하는 내부 공기센서, 외기 순환모드 또는 내기 순환모드로 전환하는 인테이크 액츄에이터, 상기 차량 실내에 설치되어 상기 차량 실내의 공기를 정화하는 에어 클리너, 냄새와 공기 오염도를 오염 수치로 디스플레이하는 디스플레이부, 및 상기 외부 공기센서와 내부 공기센서로부터 입력되는 유해가스량을 미리 설정된 유해가스 설정치와 각각 비교하여 그 결과에 따라 상기 인테이크 액츄에이터를 제어하여 내기 순환모드 또는 외기 순환모드로 변환함과 더불어 상기 에어 클리너를 제어하여 공기를 정화하고, 상기 유해가스량에 따른 공기 오염도를 오염 수치로 상기 디스플레이부를 통해 디스플레이하는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 내장된 마이크로 에어필터를 통해 냄새를 감지하여 냄새의 농도 및 종류에 따라 수치로 전환하는 냄새 센서를 더 포함하여 이루어져, 상기 마이컴은 상기 냄새 센서로부터 입력되는 냄새의 오염 수치를 상기 디스플레이부를 통해 디스플레이하고, 상기 에어 클리너와 차량 실내 사이에 위치하여 실내로 흡입되는 공기의 오염도를 측정하는 중간 센서를 더 포함하여 이루어져, 상기 마이컴은 상기 중간 센서로부터 입력되는 유해가스량과 상기 외부 공기센서로부터 입력되는 유해가스량을 비교하여 미리 설정된 필터 교환 설정치 이상 차이가 나는 지를 판단하여 상기 에어 클리너의 필터 교환 시기를 판단하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 차량 실내의 공기오염도에 따라 상기 에어 클리너의 교환 시기 또는 냄새 농도를 경보하는 경보부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2 는 본 고안에 따른 차량용 공기정화장치의 블럭 구성도이고, 도 3 은 본 고안에 따른 차량용 공기정화방법의 순서도이다.

본 고안에 따른 차량용 공기정화장치는 도 2 에 도시된 바와 같이, 차량 실내에 설치되어 내장된 마이크로 에어필터(미도시)를 이용하여 냄새를 인식하는 냄새 센서(120)를 구비한다.

냄새 센서(120)는 실내 공기의 유해정도가 미리 설정되어 그 유해성을 디지털로 변환하는데, 이는 냄새의 종류 및 세기에 따라 반응하며 감응재로로 금속산화물 반도체를 이용하고, 이 금속산화물 반도체로 수백도로 가열된 반도체 표면에 냄새분자의 흡착과 표면반응에 의해 반도체 저항치가 지수 관계적으로 변환되어 수치로 나타난다. 이에 대해서는 후술한다.

또한, 차량용 공기정화장치는 차량의 전면 그릴부(미도시)에 설치되어 차량의 전방에서 유입되는 외기 중의 유해가스를 측정하여 마이컴(110)으로 출력하는 외부 공기센서(130)와, 차량 실내에 설치되고 차량 실내의 유해가스를 측정하여 마이컴(110)으로 출력하는 내부 공기센서(140), 후술한 마이컴(110)의 제어신호에 따라 외기 순환모드 또는 내기 순환모드로 전환하는 인테이크 액츄에이터(160), 차량 실내에 설치되어 차량 내부의 공기를 정화하는 에어 클리너(170), 에어 클리너(170)와 차량 실내 사이에 위치하여 차량 실내로 흡입되는 공기 오염도를 측정하는 중간 센서(180), 차량 실내의 공기 오염도에 따라 임계 이상의 냄새가 발생하는 경 우 이를 경보하는 경보부(150), 및 냄새와 공기 오염도를 오염 수치로 디스플레이하는 디스플레이부(190), 및 본 고안의 차량용 공기정화장치를 전반적으로 제어하는 마이컴(110)으로 이루어진다.

특히, 디스플레이부(190)는 차량 실내에 별도로 부착되는 것이 아니라, 인테이크 액츄에이터(160)를 구동하는 조작판에 연계하여 설치하고, 경보부(150)는 운전자 계기판과 디스플레이부(190)에 동시에 적용되는 것이 바람직하다.

상기한 마이컴(110)의 동작과정은 도 3 의 차량의 공기정화방법과 부합하여 설명한다.

본 고안의 공기정화방법은 도 3 에 도시된 바와 같이 차량이 운행하면, 차량의 전면 그릴부에 설치된 외부 공기센서(130)가 실외공기의 유해가스량을 측정하여 마이컴(110)으로 출력(S10)하고, 내부 공기센서(140)가 실내 공기의 유해가스량을 측정하여 역시 마이컴(110)으로 출력(S12)한다.

한편, 냄새 센서(120)는 차량 실내 공기의 유해 정도가 미리 설정되어 이 실내 공기의 유해성을 디지털 값으로 변환하여 마이컴(110)으로 출력(S28)한다.

여기서, 마이컴(110)은 상기한 외부 공기센서(130)와 내부 공기센서(140)로부터 각각 측정된 실내·외 유해가스량이 입력되면, 실내·외 유해가스량이 미리 설정되어 있는 실내 공기와 실외 공기의 유해가스량 설정치 이상인 지를 판단하여 각각의 경우에 따라 인테이크 액츄에이터(160)를 제어하여 외기 순환모드 또는 내기 순환모드로 전환(S16)한다.

예를 들어, 실외 공기의 유해가스량이 실외 공기 유해가스량 이상이고 실내 공기의 유해가스량이 실내 공기 유해가스량 미만인 경우에는 내기 순환모드로 전환하고, 실외 공기의 유해가스량이 실외 공기 유해가스량 미만이고 실내 공기의 유해가스량이 실내 공기 유해가스량 이상인 경우에는 외기 순환모드로 전환한다.

또한, 실외 공기의 유해가스량이 실외 공기 유해가스량 이상이고 실내 공기의 유해가스량이 실내 공기 유해가스량 이상인 경우에는 내기 순환모드로 전환한다. 반면에, 실외 공기의 유해가스량이 실외 공기 유해가스량 미만이고 실내 공기의 유해가스량이 실내 공기 유해가스량 미만인 경우에는 측정된 유해가스에 해당하는 오염 수치를 디스플레이부(190)를 통해 디스플레이(S36)한다.

이와 같이, 인테이크 액츄에이터(160)에 의해 내기 순환모드 또는 외기 순환모드로 전환되면, 다음으로 에어 클리너(170)을 제어하여 공기를 정화(S18)시킨다.

에어 클리너(170)를 통해 공기가 정화되면, 외부 공기센서(130)가 외부 공기의 유해가스량을 측정하여 마이컴(110)으로 출력(S20)하고, 중간 센서(180)가 차량 실내로 유입되는 공기의 유해가스량을 측정하여 마이컴(110)으로 출력(S22)한다.

마이컴(110)은 외부 공기센서(130)로부터 입력된 유해가스량과 중간 센서(180)로부터 입력된 유해가스량을 비교하여 미리 설정된 필터교환 설정치 이상 차이가 발생하는 지를 판단(S24)하여 필터교환 설정치 이상 차이가 나면, 에어 클리너(170)의 필터 교환 시기가 도래하였음을 경보부(150)를 통해 경보(S26)한다. 즉, 에어 클리너(170)에 의해 충분한 정화가 이루어지는 지를 판단하여 그 결과에 따라 필터 교환 시기를 경보하는 것이다.

반면에, 필터교환 설정치 미만인 경우에는 유해가스에 해당하는 오염 수치를 디스플레이부(190)를 통해 디스플레이한다.

아울러, 유해가스량에 해당되는 오염 수치를 디스플레이부(190)를 통해 디스플레이(S30)한다. 오염 수치는 유해가스를 객관적으로 0~2000의 단위로 실시간으로 표시한다.

한편, 마이컴(110)은 측정된 냄새 농도가 입력되면, 이 냄새 농도가 미리 설정된 냄새 농도 설정치 이상인 지를 판단(S30)하여 이 냄새 농도가 냄새 농도 설정치 이상이면, 경보부(150)를 통해 냄새 경보를 하고, 해당 냄새 농도에 따른 오염 수치를 디스플레이(S36)한다.
일반적으로, 냄새센서에서 인지하는 냄새는 미리 결정되거나 사전에 전달될 필요가 없는 임의의 입력된 냄새를 감지하고 이를 기체 크로마토그래피를 사용하여 일련의 화학적 성분으로 표시한다. 여기서, 크로마토그래피는 혼합된 기체 중 각 성분이 두가지 상 즉, 정지상, 이동상에 대해 서로 다른 분포를 갖기 때문에 분리가 되는 원리에 입각하여 분리하는 방법이다. 이 냄새센서는 특정한 관 안에 알루미나, 실리카젤 혹은 용도에 따라 이온 교환수지 및 분자의 크기에 따라 분리할 수 있는 겔 등을 채운 후 외부에서 유입된 공기를 통과한 후, 머무는 시간과 부피, 즉 관의 체적을 고려하여 여러 디 모양으로 나타나튼데 여기서 나타나는 띠모양의 값 중에 피크에 상응하는 수치 값을 냄새 농도라 한다.

한편, 냄새의 농도 및 종류를 수치로 나타내는 관계식은 하기의

냄새 지수 = 10log[냄새농도]

이다.

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반면에, 냄새 농도 설정치 미만인 경우에는 냄새 농도 경보를 수행하지 않고, 상기한 냄새 지수를 포함한 오염 수치를 디스플레이부(190)를 통해 디스플레이한다.

본 고안은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 고안의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 고안에 따르면, 냄새 및 공기 오염도를 수치화함으로써 운전자가 현재 차량 실내의 공기 상태를 실시간으로 인식할 수 있고, 에어 클리너의 교환 주기를 통보할 수 있으며, 에어 클리너의 기능 여부를 모니터링할 수 있다.

Claims (4)

1. 차량 실내로 유입되는 공기의 공기 오염도를 판단하여 유해가스를 정화하는 차량용 공기정화장치에 있어서,

   차량의 전방에서 유입되는 외기 중의 유해가스를 측정하는 외부 공기센서;

   상기 차량 실내의 유해가스를 측정하는 내부 공기센서;

   외기 순환모드 또는 내기 순환모드로 전환하는 인테이크 액츄에이터

   상기 차량 실내에 설치되어 상기 차량 실내의 공기를 정화하는 에어 클리너;

   냄새와 공기 오염도를 오염 수치로 디스플레이하는 디스플레이부; 및

   상기 외부 공기센서와 내부 공기센서로부터 입력되는 유해가스량을 미리 설정된 유해가스 설정치와 각각 비교하여 그 결과에 따라 상기 인테이크 액츄에이터를 제어하여 내기 순환모드 또는 외기 순환모드로 변환함과 더불어 상기 에어 클리너를 제어하여 공기를 정화하고, 상기 유해가스량에 따른 공기 오염도를 오염 수치로 상기 디스플레이부를 통해 디스플레이하는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공기정화장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   내장된 마이크로 에어필터를 통해 냄새를 감지하여 냄새의 농도 및 종류에 따라 수치로 전환하는 냄새 센서를 더 포함하여 이루어져, 상기 마이컴은 상기 냄 새 센서로부터 입력되는 냄새의 오염 수치를 상기 디스플레이부를 통해 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 차량용 공기정화장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 에어 클리너와 차량 실내 사이에 위치하여 실내로 흡입되는 공기의 오염도를 측정하는 중간 센서를 더 포함하여 이루어져, 상기 마이컴은 상기 중간 센서로부터 입력되는 유해가스량과 상기 외부 공기센서로부터 입력되는 유해가스량을 비교하여 미리 설정된 필터 교환 설정치 이상 차이가 나는 지를 판단하여 상기 에어 클리너의 필터 교환 시기를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 공기정화장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 차량 실내의 공기오염도에 따라 상기 에어 클리너의 교환 시기 또는 냄새 농도를 경보하는 경보부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 공기정화장치.

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