KR20190012389A

KR20190012389A - 차량용 공조장치

Info

Publication number: KR20190012389A
Application number: KR1020170095263A
Authority: KR
Inventors: 한성석; 강성호; 이정은; 이정재; 조중원
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2019-02-11
Also published as: KR102378183B1

Abstract

차량용 공조장치가 개시된다. 본 발명은 송풍기가 증발기와 히터코어의 사이에 배치되어 증발기와 히터코어를 경유하는 공기량을 직접적으로 제어할 수 있고, 각각 히터코어가 구비된 전후석토출유닛에 의해 구성이 간단하고 에너지 소모를 최소화하며 전석과 후석 그리고, 전석의 좌우, 후석의 좌우에 공조를 포함하여 4존(zone)이상의 공조를 독립적으로 수행할 수 있는 차량용 공조장치를 제공한다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONING SYSTEM}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구성이 간단하고 에너지 소모를 최소화하며 전석과 후석의 공조를 독립적으로 수행할 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 공조장치는 차량 외부의 공기를 차량 실내로 도입하거나, 차량 실내의 공기를 순환시키는 과정에서 가열 또는 냉각시킴으로써 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 장치로써, 공조케이스의 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와, 가열작용을 위한 히터코어 및 상기 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 송풍모드 전환용 도어를 사용하여 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍하도록 이루어져 있다.

이러한 공조장치는, 송풍기 유니트, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트의 독립적인 구조에 따라, 상기 3개의 유니트들이 독립적으로 구비되는 쓰리 피스 타입과, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트가 공조케이스에 내장되고 송풍기 유니트가 별도의 유니트로 구비되는 세미 센터 타입과, 그리고 상기 3개의 유니트가 모두 공조케이스에 내장되는 센터마운팅 타입으로 대별할 수 있다.

도 1 은 이러한 차량용 공조장치의 일예로 나타낸 구성도로써, 도시된 바와 같이, 내기유입구(21)와 외기유입구(22)가 일측에 형성되고, 상기 내,외기유입구(21)(22)를 선택적으로 개폐하도록 내외기전환도어(23)가 설치되며, 내,외기를 공조케이스(40)의 공기유입구(43)측으로 강제 송풍하기 위한 송풍팬(35)을 포함하여 이루어진 송풍장치(10)와, 상기 송풍장치(10)로부터 송풍되는 공기가 유입되는 공기유입구(43)와 이 공기가 토출되는 공기토출구(44)가 구비되며 내부에 순차적으로 일정 간격을 두고 증발기(41) 및 히터코어(42)가 설치된 공조케이스(40)로 구성된다.

여기서, 상기 내외기전환도어(23)는 목적에 따라 판(Plate)형, 공기의 압력을 적게 받는 돔(Dome)형, 원통형, 반구형와 같은 여러가지 형태가 사용되고 있다.

도 2 는 상기한 공조장치 중에서 세미 센터 타입(Semi center type) 공조장치(1)를 나타내는 사시도로써, 상기 공조장치(1)는 입구측에 공기유입구(43)가 형성되고 출구측에는 다수의 공기토출구(44)가 형성된 공조케이스(40)와, 상부측에 형성된 내기유입구 및 외기유입구(22)를 통해 내,외기를 선택적으로 도입하여 상기 공기유입구(43)측으로 강제 송풍하는 송풍장치(10)로 구성된다.

상기 공조케이스(40)는 좌,우측케이스를 조립하여 구성된 상부케이스와, 상기 상부케이스의 하부에 조립되는 하부케이스로 이루어진다.

또한, 상기 공조케이스(40)의 내부에는 증발기(41) 및 히터코어(미도시)가 순차적으로 설치되며, 아울러 상기 공조케이스(40)의 내부에는 온도조절을 위한 온도조절도어(미도시) 및 다양한 공조모드를 수행하기 위한 모드도어(미도시)들이 설치되어 있다.

또한 송풍팬(35)은 내,외기유입구(21)(22)는 공조케이스(40)의 공기유입구(43)와 연통되어 있으며, 송풍팬(35)은 내,외기유입구(21)(22)의 하측에 마련된다. 이 때 공기유입구(43)는 공조케이스(40)의 측면에 형성된다.

즉 상기 송풍팬(35)는 회전에 의해 내,외기유입구(21)(22)로부터 유입되는 공기를 공조케이스(40)의 측면에 형성된 공기유입구(43)로 강제 송풍하게 되는데, 이 때 공기의 유로는 내,외기유입구(21)(22)로 유입되는 공기가 아래로 하강하여 송풍팬(35)를 경유하게 되고, 상기 송풍팬(35)의 회전에 의하여, 공조케이스(40)의 측면에 형성되는 공기유입구(43)로 유입되는 것이다. 즉 상기 송풍팬(35)는 내,외기유입구(21)(22)의 하측에 구비되고, 공조케이스(40)는 송풍장치(10)의 측면에 구비되어 서로 연통된다.

이와 같은 공조장치(1)에 의하면, 상기 송풍장치(10)의 작동으로 상기 공조케이스(40)의 내부로 송풍된 공기는 증발기(41)를 통과하게 되고 이 공기는 온도조절도어에 의해 히터코어(42)를 선택적으로 거치는 과정에서 냉각 또는 가열되며, 이와 같이 냉각 또는 가열된 공기는 상기 다수의 공기토출구(44)와 연결된 각 덕트(미도시)를 통해 차량 실내로 공급됨으로써 냉방 또는 난방작용을 하게 되는 것이다.

한편, 자율주행 차량은 기존의 주요 수송 기능을 수행할 수 있는 자동으로 운전하는 차량이다. 자율주행 차량은 인간의 개입이 없이 주위의 환경을 감지하고, 자동항법 운행이 가능하다. 현재 로봇으로 운행되는 차량이 프로토타입(prototype)으로 존재하고 있다. 이러한 자율주행 차량은 레이더, 라이다(LIDAR), GPS, 및 컴퓨터 비전(vision) 기술과 같은 감지수단이 구비되어 차량의 주변 환경을 감지한다. 보다 발전된 감지수단으로는 해당 내비게이션 경로뿐만 아니라 장애물과 관련된 표지와 같은 식별수단을 해석할 수도 있다.

이에 더하여 자율주행 차량은 등록되지 않은 환경이나 조건이 변한 상황에서도 경로를 유지할 수 있도록 센서 입력에 따라 지도를 자동 갱신할 수 있어야 한다. 이러한 모든 구성들은 사람이 아닌 컴퓨터가 종합적으로 판단해서 자동차 구동장치를 실제로 제어하여 운행이 가능한 것이다.

이러한 무인운전이 가능한 자율주행 차량에서는 전석에 운행자가 탑승하지 않을 수도 있으며, 또는 전석이 후면을 바라볼 수 있는 경우도 고려할 수 있다. 이 경우 후석에 냉온풍을 토출하기 위해 전석까지 냉온풍을 토출해야한다면 에너지 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.

이와 같은 자율주행 차량 관련 새로운 기술이 등장한 만큼, 자율주행 차량의 내부 공조장치에도 새로운 기술이 적용되어 탑승자의 편의를 제공해야 할 것이다. 자율주행 차량에 대한 도입 및 이용가능 시기가 가까워지고 있는 만큼, 차량 내부의 변화에 대응한 공조장치의 도입이 요구되고 있는 실정이다.

따라서 이러한 문제점을 감안한 본 발명의 목적은 송풍기가 증발기와 히터코어의 사이에 배치되어 증발기와 히터코어를 경유하는 공기량을 직접적으로 제어할 수 있고, 각각 히터코어가 구비된 전후석토출유닛에 의해 구성이 간단하고 에너지 소모를 최소화하며 전석과 후석을 포함한 복수의 영역에 대한 공조를 모두 독립적으로 수행할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 제1 유닛, 제2 유닛을 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 제1 유닛은, 공기유입구 및 열교환기가 구비되고, 상기 제2 유닛은, 상기 제1 유닛과 연통되고 내부에 송풍기가 구비되고, 상기 공기유입구에서 유입된 공기는 상기 열교환기를 통과한 후 상기 제2 유닛으로 흡입된 후 차 실내의 복수의 영역으로 공기를 토출시키는 토출덕트가 구비되고, 상기 복수의 영역의 각 영역에 선택적으로 열교환기를 통과한 공조된 공기를 토출시켜 상기 복수의 영역에 개별공조가 가능한 차량용 공조장치를 제공한다.

또한 상기 복수의 영역은, 상기 제2 유닛과 토출덕트에 의해 연통되어 상기 송풍기에서 송풍되는 공기가 선택적으로 송풍되는 토출유닛을 포함하고, 상기 제1 유닛은 내부에 냉방열교환기가 구비되고, 상기 토출유닛은, 내부에 난방열교환기가 구비될 수 있다.

또한 상기 토출유닛은, 내부에 전석난방열교환기가 구비되고, 상기 전석난방열교환기를 경유한 공기가 토출되는 전석공기토출구가 형성된 전석토출유닛과, 내부에 후석난방열교환기가 구비되고, 상기 후석난방열교환기를 경유한 공기가 토출되는 후석공기토출구가 형성된 후석토출유닛으로 이루어지고, 상기 공기유입구로 들어온 공기가 상기 냉방열교환기, 상기 송풍기를 경유한 후, 전석난방열교환기를 통해 전석우온도조절도어로 토출되거나, 후석난방열교환기를 통해 후석우온도조절도어로 토출될 수 있다.

또한 상기 전석토출유닛은, 차 실내로 바람을 토출하는 전석좌토출구; 전석우토출구; 상기 전석난방열교환기의 일측에 구비되어 상기 전석좌토출구로 토출되는 바람의 온도를 조절하는 전석좌온도조절도어 및 상기 전석난방열교환기의 일측에 구비되어 상기 전석우토출구로 토출되는 바람의 온도를 조절하는 전석우온도조절도어를 포함할 수 있다.

또한 상기 후석토출유닛은, 차 실내로 바람을 토출하는 후석좌토출구; 후석우토출구; 상기 후석난방열교환기의 일측에 구비되어 상기 후석좌토출구로 토출되는 바람의 온도를 조절하는 후석좌온도조절도어 및 상기 후석난방열교환기의 일측에 구비되어 상기 후석우토출구로 토출되는 바람의 온도를 조절하는 후석우온도조절도어를 포함할 수 있다.

또한 상기 복수개의 토출유닛으로 송풍되는 바람을 구획하는 분리수단을 포함할 수 있다.

또한 상기 제1 유닛의 공기유입구는, 차량의 내기를 흡입하는 입구인 내기유입구와, 차량의 외기를 흡입하는 입구인 외기유입구를 포함하고, 일측에 차량의 내기 또는 외기를 선택적으로 유입하게 하는 내외기도어가 구비될 수 있다.

또한 상기 제1 유닛은, 공기유입구와 냉방열교환기의 사이에 배치되어 이물질을 제거하는 에어필터가 구비될 수 있다.

또한 상기 제1 유닛은, 상기 냉방열교환기에서 낙하하는 응축수의 누수를 방지하고 응축수를 외부로 원활하게 배수할 수 있는 응축수 배출구가 구비될 수 있다.

또한 상기 제2 유닛은, 상기 복수개의 토출유닛으로 송풍하는 통로의 개도를 조절하는 송풍조절도어를 포함할 수 있다.

또한 상기 송풍기는, 상기 복수개의 토출덕트에 각각 공기를 송풍시키도록 상기 토출덕트에 대응되도록 복수개로 구비될 수 있다.

또한 상기 복수의 영역은, 상기 제2 유닛과 토출덕트에 의해 연통되고, 상기 제1 유닛은 내부에 냉방열교환기가 구비되고, 상기 토출유닛은, 내부에 난방열교환기가 구비될 수 있다.

또한 상기 분리수단은, 상기 냉방열교환기를 경유한 냉풍이 믹싱되어 분리수단에 도달할 수 있도록 상기 냉방열교환기와 이격되어 배치될 수 있다.

또한 상기 복수개의 토출유닛은, 상기 복수개의 토출유닛에 송풍되는 공기를 조절하도록 복수개의 토출유닛에 각각 조절도어가 구비될 수 있다.

또한 상기 복수개의 토출유닛은, 내부에 전석난방열교환기가 구비되고 상기 전석난방열교환기를 경유한 공기가 토출되는 전석공기토출구가 형성된 전석토출유닛; 내부에 후석난방열교환기가 구비되고 상기 후석난방열교환기를 경유한 공기가 토출되는 후석공기토출구가 형성된 후석토출유닛; 상기 제1 유닛으로부터 공기를 흡입하여 상기 전석토출유닛으로 바람을 송풍하는 송풍기; 상기 제1 유닛으로부터 공기를 흡입하여 상기 후석토출유닛으로 바람을 송풍하는 제2 송풍기로 이루어질 수 있다.

또한 상기 송풍기의 일측에는, 상기 송풍기로 유입되는 바람을 차단하는 전석조절도어가 구비되고, 상기 후석벤트의 일측에는, 상기 제2 송풍기로 유입되는 바람을 차단하는 후석조절도어가 구비될 수 있다.

또한 상기 토출유닛은, 내부에 PTC히터가 구비되며, 상기 제1 유닛과 연통되고, 송풍기가 구비되며, 상기 PTC히터를 제어하는 히터제어부를 포함할 수 있다.

또한 상기 토출유닛은, 내부에 전석PTC히터가 구비되고 상기 전석PTC히터를 경유한 공기가 토출되는 전석공기토출구가 형성된 전석토출유닛; 내부에 후석PTC히터가 구비되고 상기 후석PTC히터를 경유한 공기가 토출되는 후석공기토출구가 형성된 후석토출유닛; 상기 제1 유닛으로부터 공기를 흡입하여 상기 전석토출유닛으로 바람을 송풍하는 송풍기; 상기 제1 유닛으로부터 공기를 흡입하여 상기 후석토출유닛으로 후석벤트를 따라 바람을 송풍하는 제2 송풍기를 포함할 수 있다.

또한 상기 후석벤트는 차량의 실내 바닥에 배치되고, 일측에 실내공기흡입구가 형성될 수 있다.

또한 상기 송풍기를 경유한 바람이 후석토출유닛으로 경유할 수 있도록 연통된 연통벤트를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 연통벤트에는 연통벤트의 개도를 조절하는 연통벤트도어가 구비될 수 있다.

상기에서 설명한 본 발명의 차량용 공조장치에 의하면, 상기 송풍기가 증발기와 히터코어의 사이에 배치되어 증발기와 히터코어를 경유하는 공기량을 직접적으로 제어할 수 있으므로, 종래에 송풍기에 의하여 증발기를 한차례 경유한 공기가 그 다음으로 히터코어를 거치게 되어 히터코어로 유입되는 공기량을 직접적으로 제어하기가 어려운 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.

또한 증발기가 배치되는 증발기유닛과, 전석히터코어가 배치되는 전석토출유닛 및 후석히터코어가 배치되는 후석토출유닛이 서로 구분되므로 공조장치의 부피를 현저하게 축소할 수 있어 차량 내부 공간의 활용을 도모할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라 하나의 송풍기의 사용으로 모든 좌석에 대하여 개별적으로 냉/온풍을 토출할 수 있어 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한 송풍기를 거친 바람이 후석토출유닛으로 경유할 수 있는 연통벤트가 구비되어 간단한 구성으로 개별적인 모든 상황에 맞추어 공조를 수행하므로 에너지를 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따라 송풍기에 의해 전석토출유닛 측으로 바람을 송풍하고, 제2 송풍기에 의해 후석토출유닛 측으로 바람을 송풍하여 전석과 후석에 독립적으로 냉/온풍을 송풍할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따라 히터제어부에 의해 제어되는 PTC히터를 사용하여 전후석좌우온도조절도어가 구비할 필요가 없어 구성이 간단해지는 효과가 있다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치의 개념도이다.
도 2는 종래의 차량용 공조장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 차량용 공조장치를 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 차량용 공조장치를 도시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 의한 차량용 공조장치를 도시한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 의한 차량용 공조장치를 도시한 개략도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 차량용 공조장치를 도시한 개략도이다.

도 3과 같이, 본 실시예에 따른 차량용 공조장치(100)는 내기유입구(210)와 외기유입구(211)를 포함하는 공기유입구(220)가 형성되고, 내부에 냉방열교환기(230)가 구비된 제1 유닛(200)과, 상기 제1 유닛(200)과 연통되고 내부에 송풍기(310)가 구비된 제2 유닛(300), 상기 제2 유닛(300)과 연통되고 내부에 전석난방열교환기(410)가 구비되며 상기 전석난방열교환기(410)를 경유한 공기가 토출되는 전석공기토출구(420)가 형성된 전석토출유닛(400)과, 상기 제2 유닛(300)과 연통되고 내부에 후석난방열교환기(510)가 구비되고 상기 후석난방열교환기(510)를 경유한 공기가 토출되는 후석공기토출구(520)가 형성된 후석토출유닛(500)를 포함한다.

본 실시예에서는 종래에 내기 또는 외기가 송풍기, 증발기 및 히터코어를 순차로 경유하여 차량의 내부로 토출되는 기존의 구성과 달리, 상기 송풍기(310)가 냉방열교환기(230)와 난방열교환기(410, 510) 사이에 배치되어, 내기 또는 외기가 냉방열교환기(230), 송풍기(310) 및 난방열교환기(410, 510)를 순차로 경유하여 차 실내로 토출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 토출유닛에 난방열교환기가 구비되는 것으로 설명하였으나, 상기 난방열교환기는 열을 발산하는 히터코어일 수 있고 또는 후술할 PTC히터일 수 있다. 마찬가지로 상기 냉방열교환기는 차에 순환되는 냉매에 의해 열을 흡수하는 증발기일 수 있다.

이에 따라 종래에는 송풍기에 의하여 증발기를 한차례 경유한 공기가 그 다음으로 히터코어를 거치게 되므로, 상기 히터코어(410)로 유입되는 공기량을 직접적으로 제어하기가 어려운 문제가 있었으나, 본 발명에서는 상기 송풍기(310)가 냉방열교환기(230)와 히터코어(410)의 사이에 배치되어 냉방열교환기(230)와 히터코어(410, 510)을 경유하는 공기량을 직접적으로 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 실시예에서는 종래와 달리 냉방열교환기와 난방열교환기가 하나의 유닛 안에 나란히 배치되어 공간을 차지하는 것이 아니라, 냉방열교환기(230)가 배치되는 제1 유닛(200)과, 전석난방열교환기(410)가 배치되는 전석토출유닛(400) 및 후석난방열교환기(510)가 배치되는 후석토출유닛(500)이 서로 구분되어 있으므로 공조장치의 부피를 현저하게 축소할 수 있어 차량 내부 공간의 활용을 도모할 수 있다.

아울러 하나의 송풍기(310)의 사용으로 모든 좌석에 대하여 개별적으로 냉/온풍을 토출할 수 있어 에너지를 절감할 수 있게 된다. 일예로 탑승자의 앉아 있는 위치에 따라 일예로 탑승자가 자율주행 차량의 뒷자석에 오른쪽에 앉아 있는 경우에도, 하나의 송풍기(310)로도 뒷좌석 오른쪽으로만 독립적인 바람을 토출할 수 있으며, 전석과 후석에 동시 또는 선택적으로 바람을 토출할 수 있다.

제1 유닛(200)은 내부에 냉방열교환기(230)가 배치되며, 일측에 차량의 내기를 흡입하는 입구인 내기유입구(210) 또는 차량의 외기를 흡입하는 입구인 외기유입구(211)를 포함하는 공기유입구(220)가 형성되어 있고, 상기 공기유입구(220)의 일측에는 내기 또는 외기를 선택적으로 유입하게 하는 내외기도어(미도시)가 구비될 수 있다.

또한 제1 유닛(200)은 공기유입구(220)와 냉방열교환기(230)의 사이에 에어필터(240)가 구비되어 이물질을 제거할 수 있다. 또한 상기 제1 유닛(200)의 내부에는 냉방열교환기(230)가 배치되므로, 상기 냉방열교환기(230)에서 낙하하는 응축수의 누수를 방지하고 응축수를 외부로 원활하게 배수할 수 있는 제1 유닛(200)의 바닥에는 응축수 배출구(미도시)가 구비될 수 있다.

제2 유닛(300)은 내부에 송풍기(310)가 구비되며, 제1 유닛(200)로부터 유입되는 공기를 전석토출유닛(400) 또는 후석토출유닛(500)에 선택적 또는 동시에 송풍한다. 이 경우 도시되지 않은 제어부에 의하여 상기 토출유닛(400,500)으로 송풍하는 공기량을 직접적으로 제어할 수 있다.

제2 유닛(300)의 송풍기(310)는 토출유닛(400, 500) 측으로 강제 송풍하는 송풍팬이 설치된 스크롤케이스로 구성된다. 즉 상기 송풍기(310)는 종래의 공지된 구성을 갖으나, 본 발명에서는 제1 유닛(200)과 토출유닛(400, 500)의 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.

전후석토출유닛(400, 500)은 제2 유닛(300)과 연통되어 송풍기(310)로부터 제어된 공기가 유입되며, 제2 유닛(300)의 말미에는 전석토출유닛(400) 또는 후석토출유닛(500)으로 송풍하는 통로의 개도를 조절하는 송풍조절도어(320)를 포함한다.

전석토출유닛(400)은 차 실내로 바람을 토출하는 토출구인 전석좌토출구(421)와, 전석우토출구(422)가 구비되며, 전석좌토출구(421)로 토출되는 온도를 조절하는 전석좌온도조절도어(411)와, 전석우토출구(422)로 토출되는 온도를 조절하는 전석우온도조절도어(412)가 전석난방열교환기(410)의 일측에 구비된다.

마찬가지로, 후석토출유닛(500)은 후석좌토출구(521)와, 후석우토출구(522)가 구비되며, 후석좌토출구(521)로 토출되는 온도를 조절하는 후석좌온도조절도어(511)와, 후석우토출구(522)로 토출되는 온도를 조절하는 후석우온도조절도어(512)가 후석난방열교환기(510)의 일측에 구비된다.

또한 본 발명에서 토출유닛은 전석토출유닛(400)과 후석토출유닛(500)으로 한정하여 설명하였으나, 상기 전석토출유닛(400)과 후석토출유닛(500)을 포함한 복수개의 토출유닛에 의해 복수의 영역으로 토출할 수 있으며, 이 때 제1 유닛(200)의 공기유입구(220)에서 유입된 공기는 상기 송풍기(310)에 의해 상기 냉방열교환기(230)를 통과한 후 제2 유닛(300)으로 흡입되고, 제2 유닛(300)으로 흡입된 공기는 토출유닛을 경유하여 복수개의 영역으로 토출될 수 있는 것이다. 이에 상기 제2 유닛(300)과 연통되어 상기 복수개의 영역으로 토출되는 토출덕트가 구비되며, 또한 상기 복수개의 영역에는 별도의 난방열교환기가 구비될 수 있다. 이후 제2 유닛(300)으로 흡입된 공기는 상기 복수개의 영역에 선택적으로 구비되는 열교환기를 거쳐 차실내로 토출될 수 있는 것이다.

즉 상술한 구성은 상술한 복수개의 영역으로 온도조절, 냉/난방모드, 풍량조절 등 개별적인 공조가 가능하므로, 특히 자율주행차량에 있어서 그 효과가 극대화 될 수 있다.

본 실시예에 의한 차량용 공조장치의 작동과정을 설명하기로 한다.

우선 송풍기(310)에 의하여 제1 유닛(200)의 공기유입구(220)로 유입되는 공기는 냉방열교환기(230)를 거쳐 제2 유닛(300)으로 송풍된다. 상기 제2 유닛(300)의 송풍기(310)는 토출유닛(400, 500) 측으로 바람을 송풍한다. 이 경우 송풍조절도어(320)에 의해 전석토출유닛(400) 또는 후석토출유닛(500)으로 바람의 송풍량을 조절할 수 있다.

즉, 상기 제2 유닛(300)의 후단에는 토출유닛(400, 500)으로 선택적으로 송풍되는 바람 조절할 수 있는 송풍조절도어(320)이 구비되어, 상기 제2 유닛(300)에서 송풍하는 바람이 차량의 전석 또는 후석으로 선택적으로 송풍될 수 있게 되는 것이다. 예를 들면, 상기 송풍조절도어(320)의 개도 조절로 후석에 바람 모두를 송풍하거나 전석에 바람 모두를 송풍할 수 있고, 또는 전석에 디프로스팅을 위해 필요한 만큼, 즉 10%의 바람을 송풍하는 동식에 후석에 탑승한 사용자에게 냉풍을 제공하기 위해 90%의 바람을 송풍할 수 있는 것이다. 이 경우 상기 토출유닛은 전석과 후석, 두개로 구비되는 것으로 설명하였으나, 전방, 후방, 상향, 하향, 측면 방향 등 세개 이상으로 구비될 수도 있다. 이 경우 상기 복수개의 토출유닛으로 송풍되는 바람을 구획하는 분리수단(312)을 포함한다.

따라서 상기 전석토출유닛(400)은 전석좌온도조절도어(411) 또는 전석우온도조절도어(412)가 구비되어 전석좌토출구(421)과 전석우토출구(422)로 선택적, 독립적으로 냉/온풍을 토출할 수 있다.

일 예로 뒷자리에 우측에 탑승자가 앉아 탑승자에게 후석우토출구(522)로 온풍을 토출하고 싶을 때, 상기 송풍조절도어(320)는 전석토출유닛(400)으로 통로를 막고, 후석토출유닛(500)으로 통로를 개방하게 된다. 그리고 후석난방열교환기(510)가 작동하며, 후석좌온도조절도어(511)는 통로를 막고, 후석공기토출구(520)는 통로를 개방하게 된다.

다른 예로 앞자리 좌측에 탑승자가 앉아 탑승자에게 전석좌토출구(421)로 냉풍을 토출하고 싶을 때, 상기 송풍조절도어(320)는 후석토출유닛(500)으로의 통로를 막고, 전석토출유닛(400)으로 통로를 개방하게 된다. 그리고 전석난방열교환기(410)는 작동하지 않으며, 전석우온도조절도어(412)는 통로를 막고, 전석좌온도조절도어(411)는 통로를 개방하게 된다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 차량용 공조장치를 도시한 개략도이다.

도 4과 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 공조장치(100)는 제1 실시예에서 후석토출유닛(500) 측으로 바람을 송풍하기 위해 제1 실시예에 의한 송풍조절도어(320)를 사용하지 않고, 별도로 제2 송풍기(330)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

자세하게는 본 실시예에서 차량용 공조장치(100)는 내기유입구(210)와 외기유입구(211)를 포함하는 공기유입구(220)가 형성되고, 내부에 냉방열교환기(230)가 구비된 제1 유닛(200)과, 내부에 전석난방열교환기(410)가 구비되고 상기 전석난방열교환기(410)를 경유한 공기가 토출되는 전석공기토출구(420)가 형성된 전석토출유닛(400)과, 내부에 후석난방열교환기(510)가 구비되고 상기 후석난방열교환기(510)를 경유한 공기가 토출되는 후석공기토출구(520)가 형성된 후석토출유닛(500)과, 상기 제1 유닛(200)으로부터 공기를 흡입하여 상기 전석토출유닛(400)으로 바람을 송풍하는 송풍기(310)와, 상기 제1 유닛(200)으로부터 공기를 흡입하여 상기 후석토출유닛(500)으로 바람을 송풍하는 제2 송풍기(330)가 구비된 제2 유닛(300)와, 상기 복수개의 토출유닛(400, 500)으로 송풍되는 바람을 구획하는 분리수단(312)을 포함한다.

본 실시예에서는 후석토출유닛(500)으로 바람을 송풍하는 제2 송풍기(330)가 더 구비된다. 이에 따라 상기 송풍기(310)에 의해 전석토출유닛(400) 측으로 바람을 송풍하고, 제2 송풍기(330)에 의해 후석토출유닛(500) 측으로 바람을 송풍하게 된다.

본 실시예서는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 토출유닛을 전석토출유닛(400) 및 후석토출유닛(500)으로 두개의 토출유닛이 구비되는 것으로 한정하여 설명하였으나, 전석, 후석과 아울러 중앙석, 측면 등 다양한 토출경로를 포함하는 복수개의 토출유닛을 더 포함할 수 있다. 즉 복수개의 토출유닛에는 각각에 바람을 송풍하도록 개별적인 송풍기가 구비될 수 있는 것이다.

이에 따라 냉방열교환기(230)을 포함하는 하나의 제1 유닛(200)을 통과한 냉풍이 복수개의 토출유닛에 동시 또는 선택적으로 공급될 수 있으므로, 냉방열교환기(230)를 최대로 활용할 수 있게 되는 것이다.

또한 상기 분리수단(312)은 제1 유닛(200)의 후단에 구비되어 냉방열교환기(230)를 통과한 냉풍이 복수개의 토출유닛에 개별적으로 송풍되도록 구획하는 기능을 갖는다. 일 예로 상기 분리수단(312)은 복수개의 토출유닛에 송풍되는 바람을 구분하여 선택적으로 송풍되도록 분리시키는 격벽이거나 또는 덕트일 수 있으며, 이러한 분리수단(312)에 의하여 후석토출유닛(500)으로 바람이 유동되는 후석벤트(340)가 형성될 수 있다.

또한 상기 분리수단(312)의 일측에는 복수개의 토출유닛으로 송풍되는 공기의 양을 개별적으로 조절하도록 복수개의 토출유닛의 수에 맞추어 복수개의 조절도어가 구비될 수 있다. 즉, 복수개의 조절도어에 의하여 복수개의 토출유닛 각각에 필요한 만큼의 냉풍을 가져다 쓸 수 있게 된다.

자세하게는 상기 송풍기(310)의 일측에는 송풍기(310)로 유입되는 바람을 조절하는 전석조절도어(311)가 구비되고, 상기 후석벤트(340)의 일측에는 제2 송풍기(330)로 유입되는 바람을 조절하는 후석조절도어(341)가 구비될 수 있다. 이에 따라 전석조절도어(311) 또는 후석조절도어(341)에 의하여 전석토출유닛(400) 또는 후석토출유닛(500)에 필요한 만큼의 냉풍이 송풍되는 것이다.

또한 상기 송풍기(310) 또는 제2 송풍기(330) 중 어느 하나의 작동 시 상기 전석조절도어(311)과 후석조절도어(341)에 의하여 다른 송풍기로부터 역으로 바람이 유동되는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 실시예는 제1 실시예와 함께 적용 가능하도록 상기 냉방열교환기(230)와 분리수단(312)은 냉방열교환기(230)를 경유한 냉풍이 완전히 믹싱되어 분리수단(312)에 도달할 수 있도록 소정 간격으로 이격되어 배치되는 것이 바람직하다.

또한 제1 실시예와 마찬가지로 전석토출유닛(400)은 전석좌토출구(421)와, 전석우토출구(422)가 구비되며, 전석좌토출구(421)로 토출되는 온도를 조절하는 전석좌온도조절도어(411)와, 전석우토출구(422)로 토출되는 온도를 조절하는 전석우온도조절도어(412)가 전석난방열교환기(410)의 일측에 구비된다. 또한 후석토출유닛(500)은 후석좌토출구(521)와, 후석우토출구(522)가 구비되며, 후석좌토출구(521)로 토출되는 온도를 조절하는 후석좌온도조절도어(511)와, 후석우토출구(522)로 토출되는 온도를 조절하는 후석우온도조절도어(512)가 후석난방열교환기(510)의 일측에 구비된다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 의한 차량용 공조장치를 도시한 개략도이다.

도 5와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 공조장치(100)는 제2 실시예에서 전석난방열교환기(410)와 후석난방열교환기(510)가 전석PTC히터(Positive Temperature Coefficient Heater, 470)와 후석PTC히터(570)로 대체되며, 차량의 일측에 구비된 히터제어부(600)에 의하여 PTC히터(470, 570)에 듀티(Duty)를 직접적으로 제어하여 전후석공기토출구(420, 520)에 토출하는 온도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 제2 실시예에서 히터코어의 전단에 구비되었던 전후석좌우온도조절도어(411, 412, 511, 512)가 구비될 필요가 없이 상기 히터제어부(600)에서 직접적으로 히터(470, 570)를 제어하게 된다.

자세하게는 본 실시예에서 차량용 공조장치(100)는 공기유입구(220)가 형성되고, 내부에 냉방열교환기(230)가 구비된 제1 유닛(200)과, 내부에 전석PTC히터(470)가 구비되고 상기 전석PTC히터(470)를 경유한 공기가 토출되는 전석공기토출구(420)가 형성된 전석토출유닛(400)과, 내부에 후석PTC히터(570)가 구비되고 상기 후석PTC히터(570)를 경유한 공기가 토출되는 후석공기토출구(520)가 형성된 후석토출유닛(500)과, 상기 제1 유닛(200)으로부터 공기를 흡입하여 상기 전석토출유닛(400)으로 바람을 송풍하는 송풍기(310)와, 상기 제1 유닛(200)으로부터 공기를 흡입하여 상기 후석토출유닛(500)으로 후석벤트(340)를 따라 바람을 송풍하는 제2 송풍기(330)가 구비된 제2 유닛(300) 및 상기 전석PTC히터(470)와 후석PTC히터(570)를 제어하는 히터제어부(600)를 포함한다.

또한 본 실시예에서는 상기 후석벤트(340)가 차량의 실내 바닥에 배치될 수 있으며, 또한 후석벤트(340)의 일측에는 실내공기흡입구(350)가 형성될 수 있다. 이에 따라 난방 모드 시 상기 실내공기흡입구(350)를 개방하게 되면 차 실내 공기가 냉방열교환기(230)를 거치지 않고 곧바로 PTC히터(570)를 거치게 되므로 빠르게 차 실내 난방을 구현할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 의한 차량용 공조장치를 도시한 개략도이다.

도 6과 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 차량용 공조장치(100)는 제2 실시예에 더하여, 송풍기(310)를 거친 바람이 후석토출유닛(500)으로 경유할 수 있는 연통벤트(490)를 더 포함한다. 즉 상기 송풍기(310)는 전석토출유닛(400)과 후석토출유닛(500)으로 동시에 송풍할 수 있고, 상기 후석토출유닛(500)은 송풍기(310)와 제2 송풍기(330)에서 바람이 유입될 수 있다.

또한 연통벤트(490)에는 연통벤트(490)의 개도를 조절하는 연통벤트도어(491)가 구비된다. 여기서 상기 연통벤트(490)는 전석난방열교환기(410)를 경유하기 전 단계에서 후석토출유닛(500)과 연통되는 것으로 도시되었으나, 본 실시예는 이에 한정되지 않는다.

이는 자율주행 차량에서 후석에만 탑승자가 탑승한 경우 제2 송풍기(330)를 사용하지 않고, 송풍기(310)만을 이용하여 전석 냉풍과 후석에 냉/온풍을 토출할 수 있다. 아울러 자율주행 차량의 후석이 2열 이상인 경우 송풍기(310)와 제2 송풍기(330)를 동시에 사용하여 후석으로 냉풍을 강하게 송풍할 수 있다.

특히 자율주행 차량에서 에너지의 절감은 상당히 중요한 부분인데, 본 실시예에 따라 탑승자가 후석에만 탑승한 상태에서 전석의 창문 디포깅이 필요할 경우에 에너지를 절감할 수 있다는 점 등 간단한 구성으로 개별적인 모든 상황에 맞추어 공조를 수행하므로 에너지를 크게 절감할 수 있음에 그 특징이 있다.

이상에서 설명된 본 발명에 의한 차량용 공조장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 차량용 공조장치 200 : 제1 유닛
210 : 내기유입구 211 : 외기유입구
220 : 공기유입구 230 : 냉방열교환기
240 : 에어필터 300 : 송풍유닛
310 : 송풍기 311 : 전석조절도어
312 : 분리수단 320 : 송풍조절도어
330 : 제2 송풍기 340 : 후석벤트
341 : 후석조절도어 350 : 실내공기흡입구
400 : 전석토출유닛 410 : 전석난방열교환기
411 : 전석좌온도조절도어 412 : 전석우온도조절도어
420 : 전석공기토출구 421 : 전석좌토출구
422 : 전석우토출구 490 : 연통벤트
491 : 연통벤트도어 500 : 후석토출유닛
510 : 후석난방열교환기 520 : 후석공기토출구
521 : 후석좌토출구 522 : 후석우토출구
511 : 후석좌온도조절도어 512 : 후석우온도조절도어
600 : 히터제어부

Claims

제1 유닛(200), 제2 유닛(300)을 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
상기 제1 유닛(200)은, 공기유입구(220) 및 열교환기가 구비되고,
상기 제2 유닛(300)은, 상기 제1 유닛(200)과 연통되고 내부에 송풍기가 구비되고,
상기 공기유입구(220)에서 유입된 공기는 상기 열교환기를 통과한 후 상기 제2 유닛(300)으로 흡입된 후 차 실내의 복수의 영역으로 공기를 토출시키는 토출덕트가 구비되고,
상기 복수의 영역의 각 영역에 선택적으로 열교환기를 통과한 공조된 공기를 토출시켜 상기 복수의 영역에 개별공조가 가능한 차량용 공조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 영역은, 상기 제2 유닛(300)과 토출덕트에 의해 연통되어 상기 송풍기에서 송풍되는 공기가 선택적으로 송풍되는 토출유닛을 포함하고,
상기 제1 유닛(200)은 내부에 냉방열교환기(230)가 구비되고,
상기 토출유닛은, 내부에 난방열교환기가 구비되는 차량용 공조장치.
청구항 2에 있어서,
상기 토출유닛은,
내부에 전석난방열교환기(410)가 구비되고, 상기 전석난방열교환기(410)를 경유한 공기가 토출되는 전석공기토출구(420)가 형성된 전석토출유닛(400)과,
내부에 후석난방열교환기(510)가 구비되고, 상기 후석난방열교환기(510)를 경유한 공기가 토출되는 후석공기토출구(520)가 형성된 후석토출유닛(500)으로 이루어지고,
상기 공기유입구(220)로 들어온 공기가 상기 냉방열교환기(230), 상기 송풍기를 경유한 후, 전석난방열교환기(410)를 통해 전석우온도조절도어(412)로 토출되거나, 후석난방열교환기(510)를 통해 후석우온도조절도어(512)로 토출되는 차량용 공조장치.
청구항 3에 있어서,
상기 전석토출유닛(400)은,
차 실내로 바람을 토출하는 전석좌토출구(421); 전석우토출구(422);
상기 전석난방열교환기(410)의 일측에 구비되어 상기 전석좌토출구(421)로 토출되는 바람의 온도를 조절하는 전석좌온도조절도어(411) 및
상기 전석난방열교환기(410)의 일측에 구비되어 상기 전석우토출구(422)로 토출되는 바람의 온도를 조절하는 전석우온도조절도어(412)를 포함하는 차량용 공조장치.
청구항 3에 있어서,
상기 후석토출유닛(500)은
차 실내로 바람을 토출하는 후석좌토출구(521); 후석우토출구(522);
상기 후석난방열교환기(510)의 일측에 구비되어 상기 후석좌토출구(521)로 토출되는 바람의 온도를 조절하는 후석좌온도조절도어(511) 및
상기 후석난방열교환기(510)의 일측에 구비되어 상기 후석우토출구(522)로 토출되는 바람의 온도를 조절하는 후석우온도조절도어(512)를 포함하는 차량용 공조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 복수개의 토출유닛으로 송풍되는 바람을 구획하는 분리수단(312)을 포함하는 차량용 공조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 유닛(200)의 공기유입구(220)는,
차량의 내기를 흡입하는 입구인 내기유입구(210)와, 차량의 외기를 흡입하는 입구인 외기유입구(211)를 포함하고, 일측에 차량의 내기 또는 외기를 선택적으로 유입하게 하는 내외기도어가 구비된 차량용 공조장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 유닛(200)은,
공기유입구(220)와 냉방열교환기(230)의 사이에 배치되어 이물질을 제거하는 에어필터(240)가 구비된 차량용 공조장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 유닛(200)은,
상기 냉방열교환기(230)에서 낙하하는 응축수의 누수를 방지하고 응축수를 외부로 원활하게 배수할 수 있는 응축수 배출구가 구비된 차량용 공조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 유닛(300)은,
상기 복수개의 토출유닛으로 송풍하는 통로의 개도를 조절하는 송풍조절도어(320)를 포함하는 차량용 공조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 송풍기는,
상기 복수개의 토출덕트에 각각 공기를 송풍시키도록 상기 토출덕트에 대응되도록 복수개로 구비되는 차량용 공조장치.
청구항 11에 있어서,
상기 복수의 영역은, 상기 제2 유닛(300)과 토출덕트에 의해 연통되고,
상기 제1 유닛(200)은 내부에 냉방열교환기(230)가 구비되고,
상기 토출유닛은, 내부에 난방열교환기가 구비되는 차량용 공조장치.
청구항 11에 있어서,
상기 복수개의 토출유닛으로 송풍되는 바람을 구획하는 분리수단(312)을 포함하는 차량용 공조장치.
청구항 6 또는 청구항 13에 있어서,
상기 분리수단(312)은,
상기 냉방열교환기(230)를 경유한 냉풍이 믹싱되어 분리수단(312)에 도달할 수 있도록 상기 냉방열교환기(230)와 이격되어 배치되는 차량용 공조장치.
청구항 11에 있어서,
상기 복수개의 토출유닛은,
상기 복수개의 토출유닛에 송풍되는 공기를 조절하도록 복수개의 토출유닛에 각각 조절도어가 구비되는 차량용 공조장치.
청구항 11에 있어서,
상기 복수개의 토출유닛은,
내부에 전석난방열교환기(410)가 구비되고 상기 전석난방열교환기(410)를 경유한 공기가 토출되는 전석공기토출구(420)가 형성된 전석토출유닛(400);
내부에 후석난방열교환기(510)가 구비되고 상기 후석난방열교환기(510)를 경유한 공기가 토출되는 후석공기토출구(520)가 형성된 후석토출유닛(500);
상기 제1 유닛(200)으로부터 공기를 흡입하여 상기 전석토출유닛(400)으로 바람을 송풍하는 송풍기(310);
상기 제1 유닛(200)으로부터 공기를 흡입하여 상기 후석토출유닛(500)으로 바람을 송풍하는 제2 송풍기(330)로 이루어지는 차량용 공조장치.
청구항 16에 있어서,
상기 송풍기(310)의 일측에는,
상기 송풍기(310)로 유입되는 바람을 차단하는 전석조절도어(311)가 구비되고,
상기 후석벤트(340)의 일측에는,
상기 제2 송풍기(330)로 유입되는 바람을 차단하는 후석조절도어(341)가 구비된 차량용 공조장치.
청구항 16에 있어서,
상기 전석토출유닛(400)은,
차 실내로 바람을 토출하는 전석좌토출구(421); 전석우토출구(422);
상기 전석난방열교환기(410)의 일측에 구비되어 상기 전석좌토출구(421)로 토출되는 바람의 온도를 조절하는 전석좌온도조절도어(411) 및
상기 전석난방열교환기(410)의 일측에 구비되어 상기 전석우토출구(422)로 토출되는 바람의 온도를 조절하는 전석우온도조절도어(412)를 포함하는 차량용 공조장치.
청구항 16에 있어서,
상기 후석토출유닛(500)은
차 실내로 바람을 토출하는 후석좌토출구(521); 후석우토출구(522);
상기 후석난방열교환기(510)의 일측에 구비되어 상기 후석좌토출구(521)로 토출되는 바람의 온도를 조절하는 후석좌온도조절도어(511) 및
상기 후석난방열교환기(510)의 일측에 구비되어 상기 후석우토출구(522)로 토출되는 바람의 온도를 조절하는 후석우온도조절도어(512)를 포함하는 차량용 공조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 토출유닛은,
내부에 PTC히터가 구비되며, 상기 제1 유닛(200)과 연통되고, 송풍기가 구비되며,
상기 PTC히터를 제어하는 히터제어부(600)를 포함하는 차량용 공조장치.
청구항 20에 있어서,
상기 토출유닛은,
내부에 전석PTC히터(470)가 구비되고 상기 전석PTC히터(470)를 경유한 공기가 토출되는 전석공기토출구(420)가 형성된 전석토출유닛(400);
내부에 후석PTC히터(570)가 구비되고 상기 후석PTC히터(570)를 경유한 공기가 토출되는 후석공기토출구(520)가 형성된 후석토출유닛(500);
상기 제1 유닛(200)으로부터 공기를 흡입하여 상기 전석토출유닛(400)으로 바람을 송풍하는 송풍기(310);
상기 제1 유닛(200)으로부터 공기를 흡입하여 상기 후석토출유닛(500)으로 후석벤트(340)를 따라 바람을 송풍하는 제2 송풍기(330)를 포함하는 차량용 공조장치.
청구항 17 또는 21에 있어서,
상기 후석벤트(340)는 차량의 실내 바닥에 배치되고, 일측에 실내공기흡입구(350)가 형성된 차량용 공조장치.
청구항 21에 있어서,
상기 송풍기(310)를 경유한 바람이 후석토출유닛(500)으로 경유할 수 있도록 연통된 연통벤트(490)를 더 포함하는 차량용 공조장치.
청구항 23에 있어서,
상기 연통벤트(490)에는 연통벤트(490)의 개도를 조절하는 연통벤트도어(491)가 구비된 차량용 공조장치.