KR20220151419A - 자동차 보닛 가열장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차 보닛에 쌓인 눈을 녹여서 운전자의 시야를 확보할 수 있는 자동차 보닛 가열장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 자동차 보닛의 내면에 설치되어 열기를 발생시키는 히팅라인, 상기 히팅라인으로 열기를 공급하는 공조기를 포함하되, 상기 공조기는, 흡기구로 흡기된 외기를 실내측 에어벤트로 안내하도록 덕트를 갖는 케이스, 상기 케이스의 흡기구로 외기를 송풍시키는 블로어, 상기 블로어에 의해 상기 흡기구로 송풍된 외기를 가열하여 덕트로 안내하는 PTC히터, 상기 PTC히터로 가열된 열기를 상기 히팅라인으로 공급하도록 상기 덕트에 연결된 보닛 에어벤트, 상기 PTC히터로 작동 신호를 출력하는 스위치, 상기 스위치에서 출력된 작동 신호에 따라 상기 PTC히터의 작동을 제어하는 제어부, 상기 제어부로 전기에너지를 공급하는 배터리를 포함하는 것을 기술사상으로 한다.
따라서, 본 발명은 전기자동차 또는 수소자동차와 같이 내연기관을 이용하지 않는 자동차의 보닛에 눈이 쌓인 경우, 운전자의 간단한 조작에 의해 보닛을 가열하고, 이에 의해 보닛에 쌓인 눈을 편리하게 녹여서 제거할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동차 보닛 가열장치{AUTOMOBILE BONNET HEATING APPARATUS}
본 발명은 자동차 보닛 가열장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차 보닛에 쌓인 눈을 녹여서 운전자의 시야를 확보할 수 있는 자동차 보닛 가열장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 보닛은 자동차의 앞에 구비된 엔진룸을 덮는 패널로서, 이러한 보닛은 엔진룸을 개폐하도록 차체에 회전 가능하게 설치된다.
그리고 엔진룸에는 내연기관이 설치되어 시동을 걸면 내연기관에서 발생된 열기에 의해 보닛에 쌓인 눈이 녹게 되므로 자연스럽게 운전자의 시야를 확보할 수 있다.
반면, 배터리에서 에너지를 공급받은 전기모터를 이용하는 전기자동차(electric automobile) 또는 수소를 연료로 이용하는 수소자동차(hydrogen fueled automobile)의 경우, 시동을 걸어도 엔진룸에서 열기가 발생되지 않기 때문에 보닛에 쌓인 눈이 녹지 않게 되므로, 운전자의 시야 확보를 위해 매번 보닛에 쌓인 눈을 치워야 하는 번거로움이 있었다.
자동차의 보닛을 보호하기 위한 종래기술로서, 대한민국 등록실용신안 제20-0149092호(등록일자 1999년03월23일) ‘낙진 방지용 자동차 커버’ 및 대한민국 공개특허 제10-2009-0019285호(공개일자 2009년 02월25일) ‘자동차 후드패널 보호커버’ 등이 개시되어 있다.
그러나 상술한 종래기술은 매일 일기예보를 확인하고, 눈이 내리기 전에 보닛을 덮는 커버를 자동차에 고리로 걸어서 고정시키거나 테이프로 부착하여 고정시켜야 하는 번거로움이 있었다.
(0001) 대한민국 등록실용신안 제20-0149092호(등록일자 1999년03월23일) (0002) 대한민국 공개특허 제10-2009-0019285호(공개일자 2009년 02월25일)
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 전기자동차 또는 수소자동차와 같이 내연기관을 이용하지 않는 자동차의 보닛에 쌓이 눈을 자동으로 편리하게 녹여서 제거할 수 있는 자동차 보닛 가열장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자동차 보닛의 내면에 설치되어 열기를 발생시키는 히팅라인, 상기 히팅라인으로 열기를 공급하는 공조기를 포함하되, 상기 공조기는, 흡기구로 흡기된 외기를 실내측 에어벤트로 안내하도록 덕트를 갖는 케이스, 상기 케이스의 흡기구로 외기를 송풍시키는 블로어, 상기 블로어에 의해 상기 흡기구로 송풍된 외기를 가열하여 덕트로 안내하는 PTC히터, 상기 PTC히터로 가열된 열기를 상기 히팅라인으로 공급하도록 상기 덕트에 연결된 보닛 에어벤트, 상기 PTC히터로 작동 신호를 출력하는 스위치, 상기 스위치에서 출력된 작동 신호에 따라 상기 PTC히터의 작동을 제어하는 제어부, 상기 제어부로 전기에너지를 공급하는 배터리를 포함하는 것을 기술사상으로 한다.
상기 보닛 에어벤트는, 상기 PTC히터로 가열된 열기를 상기 히팅라인으로 공급하는 히팅 공급라인과, 상기 보닛 가열로 열 교환되어 차가워진 냉기를 상기 PTC히터 방향으로 배기하는 히팅 배기라인을 포함할 수 있다.
상기 히팅 공급라인의 입구 측에는 PTC히터로 가열된 열기의 풍량 및 개폐를 단속하도록 보닛 모드도어가 설치되고, 상기 히팅 배기라인의 출구 측에는 배기되는 냉기의 반대 방향 흐름을 차단하도록 체크밸브가 설치될 수 있다.
상기 공조기는, 상기 히팅 공급라인으로 공급되는 열기의 이상 온도를 감지하는 온도감지센서, 상기 온도감지센서에서 감지된 이상 온도를 운전자에게 표시하는 표시램프를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 온도감지센서는 상기 히팅 공급라인으로 공급되는 열기의 온도가 설정된 온도 이상으로 감지될 경우 이상 신호를 상기 제어부로 출력하고, 상기 제어부는 상기 온도감지센서로부터 입력된 이상 신호에 따라 과열 상태를 표시하도록 표시램프로 표시 신호를 출력할 수 있다.
상술한 해결 수단으로 구현된 본 발명에 따르면, 전기자동차 또는 수소자동차와 같이 내연기관을 이용하지 않는 자동차의 보닛에 눈이 쌓인 경우, 운전자의 간단한 조작에 의해 보닛을 가열하고, 이에 의해 보닛에 쌓인 눈을 편리하게 녹여서 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상술한 해결 수단으로 구현된 본 발명에 따르면, 히팅라인의 과열 상태를 감지하여 표시램프를 통해 운전자에게 알려줌으로써 배터리의 불필요한 방전을 방지하여 전기자동차의 주행거리를 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 히팅라인이 자동차 보닛에 설치된 상태를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 히팅라인으로 열기를 공급하는 공조기의 구조를 나타낸 단면도.
도 3은 도 3에서 열기의 이동 경로를 나타낸 작동도.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
따라서, 도면에서 표현한 구성요소의 형상 등은 더욱 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 관한 상세한 설명은 생략된다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 의한 자동차 보닛 가열장치는, 자동차(100) 보닛(110)의 내면에 설치되어 열기를 발생시키는 히팅라인(200), 히팅라인(200)으로 열기를 공급하는 공조기(300)를 포함한다.
먼저, 본 발명의 실시예에서 설명하는 자동차는 엔진룸에서 열기를 발생하는 내연기관이 아닌 전기자동차 및 수소자동차 따위를 포함하는 것으로 정의한다.
히팅라인(200)은 자동차(100) 보닛(110)에 쌓인 눈을 녹이기 위해 보닛(110)을 적절한 온도로 가열하는 기능을 한다.
히팅라인(200)은 자동차(100) 보닛(110)의 내면에 도 1에 도시된 바와 같이 배열되어 설치된다.
선택적으로, 히팅라인(200)은 자동차(100) 보닛(110)의 내면에 다양한 형태로 배열되어 설치될 수 있다.
선택적으로, 히팅라인(200)은 자동차(100) 보닛(110)의 내면에 다양한 형태로 배열되는 열선(도시생략)으로 구현될 수 있다. 이때, 열선은 제어부(360)를 통해 배터리(370)에서 공급되는 전기에너지에 의해 발열될 수 있다.
그리고 히팅라인(200)의 일단부는 열기를 공급하는 히팅 공급라인(351)에 연결되고 타단부는 보닛(110) 가열 후 차가워진 냉기를 배기하는 히팅 배기라인(352)에 연결된다.
즉, 히팅 공급라인(351)으로 공급된 열기는 히팅라인(200)을 순환하며 보닛(110)으로 열을 전달하는 열 교환 후 차가워진 상태로 되어 히팅 배기라인(352)을 통해 배기된다.
공조기(300)는 전기자동차 또는 수소자동차에 설치되어 히팅라인(200)으로 열기를 공급하는 기능을 한다.
이러한 공조기(300)는, 흡기구(311)로 흡기된 외기를 복수의 실내측 에어벤트로 안내하도록 덕트(312)를 갖는 케이스(310), 케이스(310)의 흡기구(311)로 외기를 송풍시키는 블로어(320), 블로어(320)에 의해 흡기구(311)로 송풍된 외기를 냉각하는 증발기(330), 증발기(330)로 냉각된 외기를 가열하여 덕트(312)로 안내하는 PTC히터(340), PTC히터(340)로 가열된 열기를 히팅라인(200)으로 공급하도록 덕트(312)에 연결된 보닛 에어벤트(350), PTC히터(340)로 작동 신호를 출력하는 스위치(380), 스위치(380)에서 출력된 작동 신호에 따라 PTC히터(340)의 작동을 제어하는 제어부(360), 제어부(360)로 전기에너지를 공급하는 배터리(370)를 포함한다.
케이스(310)는 공조기(300)의 골조를 이루는 구성으로서, 이러한 케이스(310)는 외기를 흡기하는 흡기구(311)와 흡기구(311)로 흡기된 공기를 자동차(100)의 실내측 에어벤트로 안내하는 덕트(312)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 케이스(310)의 일측에는 흡기구(311)가 형성되어 블로어(320)의 구동에 의해 송풍된 외기를 케이스(310)의 내부로 흡기하고, 타측에는 덕트(312)로 안내된 공기를 실내측으로 배기하는 디프로스트 에어벤트(313)와 페이스 에어벤트(314) 및 플로어 에어벤트(315)가 형성된다.
여기서, 디프로스트 에어벤트(313)와 페이스 에어벤트(314) 및 플로어 에어벤트(315)에는 모드도어(316)가 각각 설치되어 열기 및 냉기의 풍량을 조절하거나 개폐를 단속한다.
덕트(312)는 흡기구(311)에서 흡기된 공기를 PTC히터(340)로 안내하는 열기통로(312a)와 PTC히터(340)를 바이패스(bypass)하여 복수의 에어벤트로 직접 안내하는 냉기통로(312b)로 분기되고, 열기통로(312a)와 냉기통로(312b)는 템프도어(317)에 의해 개폐 단속된다.
덕트(312)의 일측, 즉 디프로스트 에어벤트(313)에 근접된 덕트(312)의 일측에는 보닛 에어벤트(350)가 형성되는데, 이러한 보닛 에어벤트(350)는 PTC히터(340)로 가열된 열기를 히팅라인(200)으로 공급하는 히팅 공급라인(351)과, 보닛(110) 가열로 열 교환되어 차가워진 냉기를 PTC히터(340) 방향으로 배기하는 히팅 배기라인(352)을 포함하며, 히팅 배기라인(352)의 출구 측은 도 2에 도시된 바와 같이 증발기(330)와 열기통로(312a) 사이에 배기된다.
히팅 공급라인(351)의 입구 측에는 보닛 모드도어(353)가 설치되어 PTC히터(340)로 가열된 열기의 풍량 및 개폐를 단속하고, 히팅 배기라인(352)의 출구 측에는 체크밸브(354)가 설치되어 반대 방향의 흐름을 차단한다.
증발기(330)는 케이스(310)의 흡기구(311)에 설치되어 블로어(320)의 구동에 의해 흡기구(311)로 송풍된 외기를 냉각한다.
PTC히터(340)는 덕트(312)의 열기통로(312a) 상에 설치되어 증발기(330)로 냉각된 외기를 가열한 후 복수의 에어벤트로 공급하게 된다.
PTC히터(Positive Temperature Coefficient Heater, 340)는 전기자동차 또는 수소자동차의 배터리(370)에서 인가되는 전류를 이용하여 흡기된 공기를 가열하는 것으로서, 온도가 적정 이상으로 올라가면 자체적으로 전류의 양을 줄여 적정 온도를 유지시킬 수 있는 기능이 있다. 즉, 배터리(370)의 전류 공급으로 PTC히터(340)는 발열하여 온도를 상승시키고 일정 온도에서 저항이 커짐으로써 흐르는 전류의 감소로 발열량이 줄어들고 다시 발열량이 감소하면 흐르는 전류가 커지게 되므로, 전류의 공급만으로도 PTC히터(340) 자체에서 일정 온도를 유지할 수 있는 것이다.
이러한 PTC히터(340)는 제어부(360)에서 출력된 PWM(Pulse Width Modulation) 신호에 따라 발열량이 제어되도록 작동될 수 있다.
여기서, PWM 신호는 펄스 폭 변조 방식 중의 하나로서, 변조 신호의 크기에 따라 펄스의 듀티 비율(duty rate)을 변화시켜 제어하는 방식이다.
스위치(380)는 PTC히터(340)로 작동 신호를 출력하는 것으로서, 이러한 스위치(380)는 자동차(100)의 실내측 대시보드에 설치되어 운전자에 의해 조작된다.
선택적으로, 스위치(380)는 상술한 모드도어(316)의 작동을 제어하는 로터리스위치로 구현될 수 있다.
제어부(360)는 스위치(380)에서 출력된 작동 신호에 따라 PTC히터(340)의 작동을 제어한다.
예컨대, 운전자에 의해 조작된 스위치(380)의 on/off 작동 신호에 따라 PTC히터(340)를 작동시키거나 정지시키도록 제어할 수 있다.
배터리(370)는 제어부(360)로 전기에너지를 공급하는 것으로서, 이러한 배터리(370)는 전기자동차 또는 수소자동차로 에너지를 공급하는 메인 배터리 또는 보조 배터리로 구현될 수 있다.
한편, 공조기(300)는 히팅 공급라인(351)으로 공급되는 열기의 이상 온도를 감지하는 온도감지센서(391), 온도감지센서(391)에서 감지된 이상 온도를 운전자에게 표시하는 표시램프(390)를 더 포함할 수 있다.
온도감지센서(391)는 히팅 공급라인(351)으로 공급되는 열기의 온도가 설정된 온도 이상으로 감지될 경우 이상 신호를 제어부(360)로 출력하고, 제어부(360)는 온도감지센서(391)로부터 입력된 이상 신호에 따라 과열 상태를 표시하도록 표시램프(390)로 표시 신호를 출력한다.
여기서, 표시램프(390)는 운전자가 시각적으로 한 번에 확인하기 용이하도록 대시보드에 설치되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 운전자는 표시램프(390)를 통해 히팅 공급라인(351)으로 공급되는 열기의 과열 상태를 확인하여 스위치(380)를 통해 제어할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 전체적인 작용을 첨부된 도면을 참조하면 상세히 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 자동차(100)의 운전석에 탑승한 운전자가 스위치(380)를 조작하여 on 작동 신호를 출력하면, 제어부(360)는 스위로부터 입력된 작동 신호에 따라 배터리(370)에서 전기에너지를 공급받아 PTC히터(340)와 블로어(320)를 동시에 작동시킨다.
다음, 블로어(320)에서 송풍된 외기는 증발기(330)를 지나 냉각된 후 열기통로(312a)를 통해 PTC히터(340)로 이동한다.
이어서, PTC히터(340)로 이동된 외기는 가열에 의해 뜨거운 열기로 교환되어 덕트(312)를 통해 히팅 공급라인(351)으로 공급된다.
계속해서, 히팅 공급라인(351)으로 공급된 열기는 보닛(110)의 내면에 배열된 히팅라인(200)을 순환하며 보닛(110)을 가열하고, 보닛(110)에 쌓인 눈은 히팅라인(200)을 순환하는 열기에 의해 녹아서 바닥으로 흐르게 된다.
마지막으로, 히팅라인(200)을 순환하며 열 교환으로 차가워진 냉기는 히팅 배기라인(352)을 통해 열기통로(312a) 방향으로 배기된 후, 다시 PTC히터(340)에 의해 가열되는 순환 과정을 반복하게 된다.
따라서, 본 발명은 전기자동차 또는 수소자동차와 같이 내연기관을 이용하지 않는 자동차(100)의 보닛(110)에 눈이 쌓인 경우, 운전자의 간단한 조작에 의해 보닛(110)을 가열하고, 이에 의해 보닛(110)에 쌓인 눈을 편리하게 녹여서 제거할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 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 : 자동차 110 : 보닛
200 : 히팅라인 300 : 공조기
310 : 케이스 311 : 흡기구
312 : 덕트 320 : 블로어
330 : 증발기 340 : PTC히터
350 : 보닛 에어벤트 351 : 히팅 공급라인
352 : 히팅 배기라인 360 : 제어부
370 : 배터리 380 : 스위치
390 : 표시램프 391 : 온도감지센서

Claims (4)

  1. 자동차 보닛의 내면에 설치되어 열기를 발생시키는 히팅라인, 상기 히팅라인으로 열기를 공급하는 공조기를 포함하되,
    상기 공조기는, 흡기구로 흡기된 외기를 실내측 에어벤트로 안내하도록 덕트를 갖는 케이스, 상기 케이스의 흡기구로 외기를 송풍시키는 블로어, 상기 블로어에 의해 상기 흡기구로 송풍된 외기를 가열하여 덕트로 안내하는 PTC히터, 상기 PTC히터로 가열된 열기를 상기 히팅라인으로 공급하도록 상기 덕트에 연결된 보닛 에어벤트, 상기 PTC히터로 작동 신호를 출력하는 스위치, 상기 스위치에서 출력된 작동 신호에 따라 상기 PTC히터의 작동을 제어하는 제어부, 상기 제어부로 전기에너지를 공급하는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 보닛 가열장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보닛 에어벤트는,
    상기 PTC히터로 가열된 열기를 상기 히팅라인으로 공급하는 히팅 공급라인과, 상기 보닛 가열로 열 교환되어 차가워진 냉기를 상기 PTC히터 방향으로 배기하는 히팅 배기라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 보닛 가열장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 히팅 공급라인의 입구 측에는 PTC히터로 가열된 열기의 풍량 및 개폐를 단속하도록 보닛 모드도어가 설치되고, 상기 히팅 배기라인의 출구 측에는 배기되는 냉기의 반대 방향 흐름을 차단하도록 체크밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 자동차 보닛 가열장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 공조기는, 상기 히팅 공급라인으로 공급되는 열기의 이상 온도를 감지하는 온도감지센서, 상기 온도감지센서에서 감지된 이상 온도를 운전자에게 표시하는 표시램프를 더 포함하되,
    상기 온도감지센서는 상기 히팅 공급라인으로 공급되는 열기의 온도가 설정된 온도 이상으로 감지될 경우 이상 신호를 상기 제어부로 출력하고, 상기 제어부는 상기 온도감지센서로부터 입력된 이상 신호에 따라 과열 상태를 표시하도록 표시램프로 표시 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 자동차 보닛 가열장치.
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