KR20120113454A - 차량용 공기조화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 공조케이스, 열교환기, 블로워유닛, 공조케이스에 구비되고 운전석의 풍량을 조절하는 운전석모드도어를 구동하는 운전석 엑츄에이터, 공조케이스에 구비되고 운전석 엑츄에이터와 독립적으로 구동되며, 조수석의 풍량을 조절하는 조수석모드도어를 구동하는 조수석 엑츄에이터, 블로워유닛으로부터 토출되는 공기의 송풍량을 조절하는 풍량조절 엑츄에이터, 운전자에 의하여 운전석의 풍량을 입력받기 위한 운전석입력부와, 조수석 탑승자에 의하여 조수석의 풍량을 입력받기 위한 조수석입력부를 포함하는 입력부 및 입력부로부터 운전석 풍량과 조수석 풍량 중 어느 하나의 풍량이 변동되는 신호를 받으면, 변동되지 않는 다른 하나의 풍량의 변동을 감소시키도록 풍량조절 엑츄에이터 및 다른 하나에 대응하는 엑츄에이터 중 어느 하나를 연동하여 제어하는 제어부를 포함하는 차량용 공기조화 시스템을 제공한다.
따라서, 운전석의 풍량과 조수석의 풍량을 서로 독립적으로 조절할 수 있기 때문에, 운전자뿐만 아니라 조수석의 탑승자도 풍량을 선택적으로 조절할 수 있다.

Description

차량용 공기조화 시스템 {Air conditioner system for vehicle}

본 발명은 차량용 공기조화 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운전석의 풍량과 조수석의 풍량을 서로 독립적으로 조절할 수 있는 차량용 공기조화 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 공기조화 시스템은, 외부에서 도입된 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량의 실내로 송풍하여 차량의 실내를 난방 또는 냉방하는 시스템으로서, 여기에는 외기 또는 내기를 도입하는 송풍기와, 흡입된 공기를 냉매의 증발에 의하여 냉각시키거나 가열하는 증발기 및 히터코어 등을 구비하고 있다.

또한, 이러한 차량용 공기조화 시스템은, 모드제어용 엑츄에이터를 구비하여, 벤트도어(Vent door), 디프로스트도어(DEF door), 풋도어(Foot door)를 한번에 제어함으로써 각 모드별로 풍량제어를 하게 되며, 이에 따라 운전자가 원하는 방향(벤트, 풋, 디프로스트)으로 바람이 토출된다.

그런데, 상기한 종래의 차량용 공기조화 시스템은, 운전석의 풍량을 기준으로 운전석 및 조수석이 동일한 풍량의 바람이 토출되어 운전자의 편의 위주로 풍량이 결정되는 구조이기 때문에, 조수석에 앉은 탑승자는 풍량을 조절할 수 없어 불편한 문제점이 있었다.

본 발명은, 운전석의 풍량과 조수석의 풍량을 서로 독립적으로 조절할 수 있어, 운전자뿐만 아니라 조수석의 탑승자도 풍량을 선택적으로 조절하여 편의를 제공할 수 있는 차량용 공기조화 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 유입구가 형성되어 공기가 유입되고, 상기 유입구를 통하여 유입된 상기 공기가 차량의 각 소요처로 토출되는 공조케이스, 상기 공조케이스의 내부에 구비되어 상기 공조케이스로 유입되는 상기 공기를 냉각 및 가열하는 열교환기, 상기 공조케이스 내부로 상기 공기를 송풍하는 블로워유닛, 상기 공조케이스에 구비되고 운전석의 풍량을 조절하는 운전석모드도어를 구동하는 운전석 엑츄에이터, 상기 공조케이스에 구비되고 상기 운전석 엑츄에이터와 독립적으로 구동되며, 조수석의 풍량을 조절하는 조수석모드도어를 구동하는 조수석 엑츄에이터, 상기 블로워유닛으로부터 토출되는 상기 공기의 송풍량을 조절하는 풍량조절 엑츄에이터, 운전자에 의하여 상기 운전석의 풍량을 입력받기 위한 운전석입력부와, 조수석 탑승자에 의하여 상기 조수석의 풍량을 입력받기 위한 조수석입력부를 포함하는 입력부 및 상기 입력부로부터 상기 운전석 풍량과 상기 조수석 풍량 중 어느 하나의 풍량이 변동되는 신호를 받으면, 변동되지 않는 다른 하나의 풍량의 변동을 감소시키도록 상기 풍량조절 엑츄에이터 및 다른 하나에 대응하는 엑츄에이터 중 어느 하나를 연동하여 제어하는 제어부를 포함하는 차량용 공기조화 시스템을 제공한다.

따라서, 본 발명에 따른 차량용 공기조화 시스템은, 운전석의 풍량과 조수석의 풍량을 서로 독립적으로 조절할 수 있기 때문에, 운전자뿐만 아니라 조수석의 탑승자도 풍량을 선택적으로 조절할 수 있어 조수석 탑승자의 편의를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공기조화 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 차량용 공기조화 시스템의 제어부의 제어흐름을 나타내는 제어흐름도이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 차량용 공기조화 시스템의 제어방법의 예를 나타내는 절차도이다.
도 5 내지 도 7은 도 1의 차량용 공기조화 시스템의 제어방법의 예를 나타내는 그래프이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공기조화 시스템은, 공조케이스(100), 열교환기(110,120), 블로워유닛(200)을 포함하며, 풍량과 관련하여 운전석 엑츄에이터(300), 조수석 엑츄에이터(400), 풍량조절 엑츄에이터(500)를 포함하고, 입력부(600)와 제어부(700)를 포함한다.

상기 공조케이스(100)는, 일측으로 유입구(101)가 형성되어 상기 유입구(101)로 공기가 유입되고, 상기 유입구(101)를 통하여 유입된 상기 공기가 차량의 각 소요처로 토출되는 구조로 되어 있다. 여기서, 상기 각 소요처는, 차량의 앞좌석 즉 전석에 대하여, 차량의 전면창쪽으로 공기를 토출하는 디프로스트벤트(150), 차량의 전석 상부로 공기를 토출하는 페이스벤트(140) 및 차량의 전석 바닥쪽으로 공기를 토출하는 전석플로어벤트(160)를 포함한다. 그리고, 도시하지 않았지만, 상기 공조케이스(100)는, 좌우대칭구조로 좌우로 형합되는 구조로 되어 있으며, 상기 소요처는, 차량의 뒷좌석 즉 차량의 후석에 대하여, 차량의 후석 상부로 공기를 토출하는 후석콘솔벤트와, 차량의 후석 바닥쪽으로 공기를 토출하는 후석플로어벤트를 포함하며, 상기 전석플로어벤트(160)와 상기 후석플로어벤트는 서로 연통되는 구조로 되어 있다.

상기 열교환기(110,120)는, 상기 공조케이스(100)의 내부에 구비되어 상기 공조케이스(100)로 유입되는 상기 공기를 냉각 및 가열하는 역할을 하며, 증발기(110)와 히터코어(120)를 포함한다.

상기 증발기(110)는, 상기 공조케이스(100)의 내부 입구측에 구비되어, 상기 공조케이스(100)로 유입되는 상기 공기를 냉각시키는 역할을 한다.

상기 히터코어(120)는, 상기 공조케이스(100) 내부에서 상기 증발기(110)의 후방에 이격되게 구비되어, 상기 증발기(110)를 거친 상기 공기를 가열하는 역할을 한다. 여기서, 상기 히터코어(120)는, 라디에이터와 연통되는 구조 또는, 상기 차량이 전기자동차인 경우에는 PTC히터 또는 별도의 발열수단으로 할 수 있는 다양한 적용이 가능하다.

상기 블로워유닛(200)은, 상기 공조케이스(100)의 유입구(101) 측에 설치되어 상기 공조케이스(100) 내부로 상기 공기를 송풍하는 역할을 하며, 공기가 유입 및 유출하는 입구(201) 및 출구가 형성된 하우징(210)과, 상기 하우징(210)의 내부에 구비된 블로워(220)를 포함한다. 여기서, 상기 공조케이스(100), 증발기(110), 히터코어(120) 및 블로워유닛(200)에 대한 상세한 설명은 공지의 차량용 공조시스템의 대응되는 각 구성과 실질적으로 유사하므로 생략하기로 한다. 나아가, 본 실시예는, 상기 공조케이스(100) 내부의 상기 히터코어(120)의 전방 상측에서 회전가능하게 구비되어, 선회에 따라 상기 공조케이스(100) 내의 냉방유로와 난방유로를 개폐하는 템프도어(130)를 포함한다. 또한, 상기 디프로스트벤트(150), 페이스벤트(140), 플로어벤트(160)는 각각 운전석, 조수석 및 후석과 연결되며, 각각의 통로에는 모드도어가 설치되어 다양한 공조모드를 수행하게 된다.

이 중, 상기 페이스벤트(140)는 운전석과 조수석이 각각 구획되어 있으며, 이때 상기 운전석과 조수석의 통로에 각각 운전석의 풍량을 조절하는 운전석모드도어(142)와, 조수석의 풍량을 조절하는 조수석모드도어(144)가 구비되어 있다. 한편, 도 1에서는 상기 페이스벤트(140)만을 운전석과 조수석으로 구획한 경우를 나타내었으나, 이는 본 실시예를 설명하기위한 것으로서, 상기 디프로스트벤트(150)와 상기 플로어벤트(160)도 운전석과 조수석으로 구획될 수 있음은 물론이며, 각각의 구획된 통로에는 마찬가지로 모드도어가 구비 될 수 있다.

본 실시예는, 상기 공조케이스(100)에 구비되고 상기 운전석모드도어(142)를 구동하는 운전석 엑츄에이터(300)와, 상기 공조케이스(100)에 구비되고 상기 운전석 엑츄에이터(300)와 독립적으로 구동하며 상기 조수석모드도어(144)를 구동하는 조수석 엑츄에이터(400)를 포함한다.

그리고, 상기 공조케이스(100)의 입구측에는 상기 블로워유닛(200)으로부터 토출되어 상기 공조케이스(100) 내부로 유입하는 공기의 송풍량을 조절하는 풍량모드도어(102)가 구비되어 있으며, 상기 풍량모드도어(102)는 풍량조절 엑츄에이터(500)에 의하여 구동된다.

상기 입력부(600)는, 운전자에 의하여 상기 운전석의 풍량을 입력받기 위한 운전석입력부(610)와, 조수석 탑승자에 의하여 상기 조수석의 풍량을 입력받기 위한 조수석입력부(620)를 포함한다.

상기 제어부(700)는, 상기 입력부(600)로부터 신호를 받아 상기 운전석 엑츄에이터(300), 상기 조수석 엑츄에이터(400), 상기 풍량조절 엑츄에이터(500)를 각각 제어하여, 운전석 풍량, 조수석 풍량 및 블로어를 통하여 유입되는 송풍량을 제어한다. 상세하게는, 상기 제어부(700)는, 상기 입력부(600)로부터 상기 운전석 풍량과 상기 조수석 풍량 중 어느 하나의 풍량이 변동되는 신호를 받으면, 상기 신호를 받은 운전석 또는 조수석의 풍량을 변동시키되, 상기 운전석 또는 조수석의 풍량이 변동되었다고 하여도 상기 신호를 받지 않은 다른 하나에 해당하는 운전석 또는 조수석으로 체감하는 풍량변동을 줄일 수 있도록, 변동되지 않는 다른 하나에 해당되는 엑츄에이터 또는 상기 풍량조절 엑츄에이터(500)도 연동하여 제어한다.

이러한, 상기 제어부(700)의 제어방법에 대하여 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

우선, 상기 제어부(700)의 제어방법의 일 실시예로, 상기 제어부(700)는, 상기 입력부(600)로부터 상기 운전석 풍량과 상기 조수석 풍량 중 어느 하나의 풍량이 감소 또는 증가하는 신호를 받으면, 상기 풍량조절 엑츄에이터(500)를 제어하여 상기 공기의 송풍량을 감소 또는 증가시키고, 그런 다음 신호를 받은 어느 하나의 엑츄에이터를 제어하여 풍량을 감소 또는 증가하도록 제어한다. 이후, 상기 제어부(700)는, 상기 풍량조절 엑츄에이터(500)를 제어하여 상기 송풍량을 감소 또는 증가시킨 후에 상기 송풍량을 다시 원위치로 회복하도록 제어한다.

이를 도 3 및 도 5를 참조하여 그 구체적인 실시예를 살펴보면, 먼저 송풍량이 4단이고, 운전석과 조수석의 풍량이 각각 4단인 상태에서, 만약 조수석의 탑승자가 풍량을 줄이기 위하여 조수석 풍량을 3단으로 변경하고자 하는 경우, 상기 제어부(700)는 상기 조수석입력부(620)를 통하여 상기한 바를 수신하여 상기 풍량조절 엑츄에이터(500)를 제어하여 송풍량(블로워 단수)을 3단으로 내리고, 그런 다음 상기 조수석모드도어(144)의 개도를 서서히 줄이도록(Close) 상기 조수석 엑츄에이터(400)를 제어한다. 여기서, 도 5의 그래프상의 A는 조수석 모드도어의 설정개도이며, B는 풍량모드도어의 설정개도이며, C는 운전석 모드도어의 설정개도를 나타낸다.

이때, 상기한 바와 같이, 조수석 풍량만을 3단으로 변경하지 않고, 송풍량도 함께 3단으로 줄이는 이유는, 상기 송풍량, 상기 운전석 및 상기 조수석의 풍량이 각각 4단인 상태에서 조수석의 풍량만을 갑자기 3단으로 내리면 송풍바람이 운전석측으로 갑자기 쏠리게 되어 운전자가 체감하는 풍량이 증가할 수 있기 때문이다. 따라서, 본 실시예는 상기한 바와 같이 상기 조수석의 풍량에 변동이 발생할 시, 운전자가 풍량의 변동을 심하게 느끼지 않도록, 전체 송풍량의 단수를 조절하면서 상기 조수석의 풍량을 서서히 줄임으로써, 조수석 풍량이 변동된다고 하여도 운전자는 기존과 동일하게 풍량을 느낄 수 있다.

나아가, 도 6을 참조하면, 상기 제어부(700)는, 상기한 바에 따라 상기 풍량조절 엑츄에이터(500)를 제어하여 상기 송풍량을 감소시킨 후에, 상기 송풍량을 다시 원위치 즉, 4단으로 회복하도록 제어한다. 이것은, 상기 제어부(700)가 상기 송풍량을 줄임으로써 운전자가 체감하는 풍량차이를 줄이고 난 후, 감소한 송풍량을 원상태로 복귀하여 궁극적으로 최종 송풍량에는 변동이 없도록 한 것이다.

한편, 상기한 바와 같이, 송풍량을 3단으로 줄이는 제어방법의 경우에는, 운전석으로의 풍량 쏠림은 방지할 수 있지만, 만약 운전자가 송풍량의 감소에 따른 풍량 감소를 느낄 수도 있기에, 이를 위하여 도 5 및 도 6에서와 같이 송풍량을 3단으로 줄이는 과정에서 운전석의 풍량을 서서히 늘려 운전자가 체감하는 풍량감소를 줄일 수도 있다.

상기한 바는 상기 제어부(700)가 상기 풍량조절 엑츄에이터(500)를 제어하여 송풍량을 조절하는 경우의 제어방법을 나타내었다. 이하는, 상기 제어부(700)가 상기 풍량조절 엑츄에이터(500)는 제어하지 않고 송풍량을 그대로 유지한 채, 운전석 엑츄에이터(300)와 조수석 엑츄에이터(400)를 통하여 제어하는 제어방식에 대하여 살펴보기로 한다.

상기 제어부(700)의 제어방법의 다른 실시예로, 상기 제어부(700)는, 상기 입력부(600)로부터 상기 운전석 풍량과 상기 조수석 풍량 중 어느 하나의 풍량이 감소 또는 증가하는 신호를 받으면, 송풍량은 그대로 유지한 상태에서 상기 신호를 받은 어느 하나의 엑츄에이터를 제어하여 풍량을 감소 또는 증가되도록 제어하고, 상기 신호를 받지 않은 다른 하나에 대응하는 엑츄에이터를 제어하여 풍량을 감소 또는 증가하도록 제어한다. 이후, 상기 제어부(700)는, 상기 신호를 받지 않은 다른 하나에 대응하는 엑츄에이터를 또다시 제어하여 풍량을 감소 또는 증가시킨 후에 다시 원위치로 회복하도록 제어한다.

이를 도 3 및 도 5를 참조하여 그 구체적인 실시예를 살펴보면, 상기 일실시예와 마찬가지로 송풍량이 4단이고, 운전석과 조수석의 풍량이 각각 4단인 상태에서, 만약 조수석의 탑승자가 풍량을 줄이기 위하여 조수석 풍량을 3단으로 변경하고자 하는 경우, 상기 제어부(700)는 상기 조수석입력부(620)를 통하여 상기한 바를 수신하여, 상기 조수석모드도어(144)의 개도를 서서히 줄이도록(Close) 상기 조수석 엑츄에이터(400)를 제어하고, 상기 운전석모드도어(142)의 개도도 일부를 서서히 줄이도록 제어한다. 그러면, 상기 일 실시예와 같이, 송풍바람이 운전석측으로 갑자기 쏠리는 현상을 방지할 수 있다. 그리고, 마찬가지로 이 후 상기 제어부(700)는, 상기 운전석 엑츄에이터(300)를 제어하여, 상기 운전석의 풍량을 다시 원위치 즉, 4단으로 회복하도록 제어한다.

상기한 바와 같이, 본 실시예는 상기 운전석모드도어(142)를 구동하는 운전석 엑츄에이터(300)와, 상기 운전석 엑츄에이터(300)와 독립적으로 구동하고 조수석모드도어(144)를 구동하는 조수석 엑츄에이터(400)를 각각 구비하여, 운전석과 조수석의 풍량을 독립적으로 제어함으로써 운전자 및 조수석 탑승자 모두에게 편의를 제공할 수 있으며, 또한 상기 제어부(700)를 통하여 상기 운전석 또는 상기 조수석 중 어느 하나의 풍량을 변동할 시, 상기 운전석, 조수석 및 풍량조절 엑츄에이터(300,400,500)를 연동제어함으로써 운전자 또는 조수석 탑승자가 체감하는 풍량변동을 감소시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100... 공조케이스 120... 증발기
120... 히터코어 130... 템프도어
140... 페이스벤트 150... 디프로스트벤트
200... 블로워유닛 300... 운전석 엑츄에이터
400... 조수석 엑츄에이터 500... 풍량조절 엑츄에이터
600... 입력부 700... 제어부

Claims (5)

1. 유입구가 형성되어 공기가 유입되고, 상기 유입구를 통하여 유입된 상기 공기가 차량의 각 소요처로 토출되는 공조케이스;
   상기 공조케이스의 내부에 구비되어 상기 공조케이스로 유입되는 상기 공기를 냉각 및 가열하는 열교환기;
   상기 공조케이스 내부로 상기 공기를 송풍하는 블로워유닛;
   상기 공조케이스에 구비되고 운전석의 풍량을 조절하는 운전석모드도어를 구동하는 운전석 엑츄에이터;
   상기 공조케이스에 구비되고 상기 운전석 엑츄에이터와 독립적으로 구동되며, 조수석의 풍량을 조절하는 조수석모드도어를 구동하는 조수석 엑츄에이터;
   상기 블로워유닛으로부터 토출되는 상기 공기의 송풍량을 조절하는 풍량조절 엑츄에이터;
   운전자에 의하여 상기 운전석의 풍량을 입력받기 위한 운전석입력부와, 조수석 탑승자에 의하여 상기 조수석의 풍량을 입력받기 위한 조수석입력부를 포함하는 입력부; 및
   상기 입력부로부터 상기 운전석 풍량과 상기 조수석 풍량 중 어느 하나의 풍량이 변동되는 신호를 받으면, 변동되지 않는 다른 하나의 풍량의 변동을 감소시키도록 상기 풍량조절 엑츄에이터 및 다른 하나에 대응하는 엑츄에이터 중 어느 하나를 연동하여 제어하는 제어부를 포함하는 차량용 공기조화 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 입력부로부터 상기 운전석 풍량과 상기 조수석 풍량 중 어느 하나의 풍량이 감소 또는 증가하는 신호를 받으면,
   상기 풍량조절 엑츄에이터를 제어하여 상기 공기의 송풍량이 감소 또는 증가되도록 제어하고, 상기 신호를 받은 어느 하나의 엑츄에이터를 제어하여 풍량이 감소 또는 증가하도록 제어하는 차량용 공기조화 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 풍량조절 엑츄에이터를 제어하여 상기 송풍량을 감소 또는 증가시킨 후에 상기 송풍량을 다시 원위치로 회복하도록 제어하는 차량용 공기조화 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 입력부로부터 상기 운전석 풍량과 상기 조수석 풍량 중 어느 하나의 풍량이 감소 또는 증가하는 신호를 받으면,
   상기 송풍량을 유지한 상태에서, 상기 신호를 받은 어느 하나의 엑츄에이터를 제어하여 풍량이 감소 또는 증가되도록 제어하고, 상기 신호를 받지 않은 다른 하나에 대응하는 엑츄에이터를 제어하여 풍량이 감소 또는 증가하도록 제어하는 차량용 공기조화 시스템.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 다른 하나에 대응하는 엑츄에이터를 제어하여 풍량을 감소 또는 증가시킨 후에 상기 풍량을 다시 원위치로 회복하도록 제어하는 차량용 공기조화 시스템.

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