KR20230081639A - 차량 후석 공조장치 - Google Patents

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김태완
엄세동
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한온시스템 주식회사
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Abstract

콘솔벤트와 B-필라 측간의 온도차를 개선함과 아울러 콘솔벤트측의 온도 상승은 최소화하여 차량 후석의 쾌적성을 향상시킬 수 있는 차량 후석 공조장치가 개시된다. 차량 후석 공조장치는 전석 공조장치에 연결되어 차량 후석 측으로 공조풍을 공급하는 차량 후석 공조장치에 있어서, 일측이 상기 전석 공조장치에 연결되고 타측에 차량 실내로 공기를 토출하기 위한 복수의 토출구가 형성된 케이스; 및 상기 케이스에 구비되어 이를 통과하는 공기를 가열하는 전열히터를 포함하며, 상기 전열히터는 복수의 작동영역을 구비하고, 해당 작동영역들 중 적어도 어느 하나는 공조모드에 연동하여 작동된다.

Description

차량 후석 공조장치{REAR AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}
본 발명은 차량 후석용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량 전석 공조장치에 연결되어 콘솔벤트, 후석플로어벤트 및 B-Pillar 측으로 공기를 토출하도록 구성된 차량 후석 공조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 공조장치는 차량 외부의 공기를 차량 실내로 도입하거나 차량 실내의 공기를 순환시키는 과정에서 가열 또는 냉각시켜 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 장치로서, 공조케이스의 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와, 가열작용을 위한 히터코어 및 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 송풍 모드 전환용 도어를 사용하여 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍하도록 이루어진다.
차량의 후석 공조를 위해 콘솔 측에 별도의 후석 공조장치를 설치할 수 있으며, 도 1은 종래의 후석 공조장치를 도시한 사시도이다. 도 1을 참조하면, 차량용 공조장치는 3존(운전석, 조수석, 후석)의 독립적인 풍량 제어가 가능하게 구성된다. 종래의 후석 공조장치(10)는 전석 공조장치에 연결되어 공조풍을 공급받고 차량 실내로 토출하도록 이루어진다. 차량 전석 공조장치는 공조케이스와, 냉각수단 및 가열수단과, 템프도어 및 모드도어를 포함한다.
공조케이스의 내부에는 공기 유로가 형성되며, 내부의 공기 유로로 공기를 강제 송풍하기 위한 송풍유닛이 구비된다. 냉각수단 및 가열수단은 공조케이스의 내부에 순차로 설치된다. 냉각수단은 증발기로 구성되며, 가열수단은 히터코어로 구성될 수 있다. 템프도어는 증발기와 히터코어의 사이에 설치되어, 히터코어를 바이패스하는 냉풍유로와 히터코어를 통과하는 온풍유로의 개도를 조절한다. 모드도어는 공기토출구의 개도를 조절한다.
후석 공조장치(10)는 일측에 전석 공조장치와 연결되어 공기를 내부로 유입하기 위한 공기유입구가 형성되며, 공기유입구의 하류에 블로워(30)를 구비한다. 후석 공조장치(10)는 모드덕트(20)를 구비하며, 모드덕트(20)는 연결덕트(12)를 통해 블로워(30) 하류측에 연결된다. 후석 공조장치(10) 내부에는 공기 유동 방향으로 블로워(30) 하류에 모드도어를 구비한다.
상기 모드도어의 작동에 따라, 공조풍이 콘솔벤트(15) 또는 모드덕트(20)로 선택적으로 유동한다. 모드덕트(20)로 토출되는 공기는 모드덕트(20) 내부에 설치된 도어의 작동에 따라 후석플로어벤트(13) 또는 B-필라(14) 측으로 선택적으로 유동한다. 한편, 후석 공조장치(10)에는 후석의 난방 성능을 개선하기 위해 전열히터인 별도의 PTC히터를 구비한다.
종래의 후석 공조장치(10)는 겨울철 B-필라(14) 측으로 냉풍이 토출되는 것을 방지하기 위해 블로워(30)의 상류측 온도를 기준으로 일정 온도 이상에서만 B-필라(14) 측으로 바람이 나오도록 설정된다.
종래의 후석 공조장치(10)는 벤트모드 또는 바이레벨모드에서 콘솔벤트(15)와 B-필라(14) 측으로 바람이 토출되는데, B-필라 덕트(19)를 통해 공기가 유동하면서 열손실이 발생하여 콘솔벤트(15) 측과 B-필라(14) 측간의 온도차가 크게 발생한다. 이로 인해, 차량 후석의 쾌적성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 후석 공조장치(10)에 설치된 PTC히터를 최대 난방으로 풀(Full)로 작동하게 되면 B-필라(14) 측의 토출 온도는 상승하지만, 콘솔벤트(15) 측의 토출 온도도 함께 상승하게 되어, 콘솔벤트(15) 측과 B-필라(14) 측간의 온도차는 개선되지 않으면서 차량 후석의 쾌적성이 역시 저하되는 문제가 있다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 콘솔벤트와 B-필라 사이의 온도차를 개선함과 아울러 콘솔벤트측의 온도 상승은 최소화하여 차량 후석의 쾌적성을 향상시킬 수 있는 차량 후석 공조장치를 제공한다.
본 발명에 따른 차량 후석 공조장치는 전석 공조장치에 연결되어 차량 후석 측으로 공조풍을 공급하는 차량 후석 공조장치에 있어서, 일측이 상기 전석 공조장치에 연결되고 타측에 차량 실내로 공기를 토출하기 위한 복수의 토출구가 형성된 케이스; 및 상기 케이스에 구비되어 이를 통과하는 공기를 가열하는 전열히터를 포함하며, 상기 전열히터는 복수의 작동영역을 구비하고, 해당 작동영역들 중 적어도 어느 하나는 공조모드에 연동하여 작동된다.
상기 토출구는 제1 토출구 및 제2 토출구를 구비하고, 상기 전열히터는 복수의 발열부를 구비하며, 상기 제1 토출구와 제2 토출구로 공기가 동시에 토출되는 공조모드시, 제2 토출구와 가까운 영역에 대응되는 전열히터 부위의 발열부만 작동된다.
상기 토출구는 제1 토출구 및 상기 제1 토출구의 하부에 형성되는 제2 토출구를 구비하고, 공기 유동 방향으로 상기 전열히터의 하류측에 제2 토출구 측으로 유동하는 공기가 제1 토출구 측으로 역류하는 것을 억제하는 역류방지수단이 구비된다.
상기 전열히터의 후단에서 공기 유동 방향으로 나란하게 연장 형성된 격벽이 구비된다.
상기 케이스에 제1 토출구로 유동하는 공기와 제2 토출구로 유동하는 공기의 양을 조절하는 모드도어가 구비되고, 상기 격벽은 전열히터와 모드도어 사이에 배치된다.
상기 격벽은 상하 방향으로 전열히터의 중간부보다 상부에 배치된다.
모드도어의 단부가 격벽과 마주하는 위치에서, 전열히터를 통과한 공기가 격벽에 의해 각각 제1 토출구와 제2 토출구로 안내된다.
상기 케이스에 제1 토출구로 유동하는 공기와 제2 토출구로 유동하는 공기의 양을 조절하는 모드도어가 구비되고, 상기 제1 토출구와 제2 토출구로 공기가 동시에 토출되는 공조모드시, 다른 공조모드에 비해 상기 모드도어를 제1 토출구를 향해 더 닫히도록 모드도어의 구동부에 구동전압값을 피드백하는 제어부를 구비한다.
상기 케이스에 제1 토출구로 유동하는 공기와 제2 토출구로 유동하는 공기의 양을 조절하는 모드도어가 구비되고, 상기 모드도어의 테두리를 따라 도어씰이 구비되어 하부에서 상부로 유동하는 공기의 유동을 억제한다.
상기 케이스의 측면에 모드도어와의 간극을 메우는 케이스씰이 더 구비되고, 상기 케이스씰은 제1 토출구 측으로 향하는 공기 유동 경로에만 부분적으로 형성된다.
상기 모드도어의 회전축에 케이스와의 간극을 메우는 꼬리씰이 더 구비된다.
벤트모드 또는 바이레벨 모드시, 전열히터의 하부에 위치한 일부의 발열부만 작동하도록 제어하며, 작동되는 발열부의 개수가 미작동되는 발열부의 개수보다 더 많도록 제어된다.
상기 케이스에는 복수의 토출구로 공기를 송풍하는 블로워가 구비되고, 상기 블로워는 공기 유동 방향으로 전열히터의 상류에 배치된다.
상기 전열히터는 복수의 토출구 전단에 배치되어 공조 모드에 따라서 복수의 토출구 중 특정 토출구로 토출되는 공기만 가열할 수 있도록 일부만 작동한다.
본 발명의 다른 양상에 따른 차량 후석 공조장치는 전석 공조장치에 연결되어 차량 후석 측으로 공조풍을 공급하는 차량 후석 공조장치에 있어서, 일측이 상기 전석 공조장치에 연결되고 타측에 차량 실내로 공기를 토출하기 위한 복수의 토출구가 형성된 케이스; 및 상기 케이스에 구비되어 이를 통과하는 공기를 가열하는 전열히터를 포함하며, 공조모드에 따라서 전열히터의 발열영역을 다르게 제어하는 제어부를 포함한다.
복수의 토출구는 각각 토출 덕트를 구비하고, 상기 토출 덕트의 길이가 서로 상이하게 형성된다.
상기 제어부는, 복수의 토출구로 동시에 공기가 토출되는 경우 전열히터의 일부 영역만 발열하도록 제어한다.
전열히터의 발열하는 영역은 토출 덕트의 길이가 상대적으로 길게 형성되는 토출구에 대응하는 영역이다.
전열히터의 일부 영역만 발열하는 제어는, 외기온이 특정 온도 이하, 배터리 전압이 특정 볼트 이상, 블로워가 특정 단수 이상, 후석 목표토출온도가 특정 온도 이상인 경우에 진입한다.
상기 전열히터의 일부 영역만 발열하는 제어는, 외기온이 특정 온도 이상, 배터리 전압이 특정 볼트 이하, 블로워가 오프(OFF) 또는 최저 단수, 후석 목표토출온도가 특정 온도 이상인 경우 중 어느 하나에 해당하면 해제된다.
본 발명에 따른 차량 후석 공조장치는 B-필라벤트로 토출되는 공기의 온도를 상승시키면서 콘솔벤트로 토출되는 공기의 온도 상승량은 최소화할 수 있다. 이로 인해, 콘솔벤트와 B-필라 측간의 온도차를 개선함과 아울러 콘솔벤트측의 온도 상승은 최소화하여 차량 후석의 쾌적성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 후석 공조장치를 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전석 공조장치 및 후석 공조장치를 도시한 사시도이며,
도 3은 도 2의 A-A선을 따른 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 후석 공조장치의 일부를 확대 도시한 단면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 후석 공조장치의 일부를 절단한 사시도이고,
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 후석 공조장치의 공조모드에 따른 피드백 제어를 설명하는 도면이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 차량 후석 공조장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 전석 공조장치(300) 및 후석 공조장치(100)로 구성된다. 후석 공조장치(100)는 전석 공조장치(300)에 연결되어 공조풍을 공급받고 차량 실내로 토출하도록 이루어진다. 전석 공조장치(300)는 메인케이스(310)와, 송풍유닛(400)과, 냉각수단 및 가열수단과, 템프도어 및 전석모드도어를 포함한다.
메인케이스(310)의 내부에는 공기 유로가 형성되며, 일측에 공기유입구가 형성되고 타측에 복수의 공기토출구가 형성된다. 송풍유닛(400)은 메인케이스(310) 내부의 공기 유로로 내기 또는 외기를 선택적으로 송풍하도록 구성된다. 냉각수단 및 가열수단은 메인케이스(310)의 내부에 순차로 설치된다. 냉각수단은 증발기로 구성되며, 가열수단은 히터코어로 구성될 수 있다.
템프도어는 증발기와 히터코어의 사이에 설치되어, 히터코어를 바이패스하는 냉풍유로와 히터코어를 통과하는 온풍유로의 개도를 조절함으로써 차량 실내로 토출되는 공기의 온도를 조절한다. 전석모드도어는 복수의 공기토출구의 개도를 조절한다. 전석모드도어는 디프로스트벤트의 개도를 조절하는 디프도어, 페이스벤트의 개도를 조절하는 벤트도어, 플로어벤트의 개도를 조절하는 플로어도어를 포함하여 이루어진다.
후석 공조장치(100)는 전석 공조장치(300)의 복수의 공기토출구 중 하나에 연결되어, 증발기 또는 히터코어를 통과해 냉각 또는 가열된 공조풍을 차량 후석 측으로 공급하도록 구성된다. 후석 공조장치(100)는 케이스(101)와, 블로워(110)와, 전열히터(104) 및 모드도어(106)를 구비한다.
케이스(101)는 일측에 유입구(102)가 형성되며, 유입구(102)가 전석 공조장치(300)에 연결된다. 또한, 케이스(101)의 타측에 차량 실내로 공기를 토출하기 위한 복수의 토출구가 형성된다. 전석 공조장치(300)로부터 유입구(102)를 통해 유입된 공조풍은 케이스(101)의 내부로 이동한다.
케이스(101)의 토출구는 제1 토출구(107) 및 제2 토출구(108)를 구비한다. 제1 토출구(107)는 공조풍을 탑승객 얼굴 측으로 토출하기 위한 콘솔벤트에 연결된다. 제2 토출구(108)는 공조풍을 탑승객 발 측으로 토출하기 위한 후석플로어벤트(130)와, 공조풍을 차량 폭방향 양측의 상부 측으로 토출하기 위한 B-필라벤트(140)에 연결된다.
블로워(110)는 공기 유동 방향으로 케이스(101)의 유입구(102) 하류에 배치된다. 블로워(110)는 블로워모터 및 블로워휠로 구성되어, 유입구(102)로부터 유입된 공조풍을 차량 후석까지 불어낼 수 있도록 한다. 블로워(110)는 블로워모터의 회전축이 수직방향으로 배치되어, 블로워휠이 수평회전한다. 블로워(110)의 상부에 형성된 흡기구(103)로 흡입된 공기는 블로워(110)에 의해 배출구(109)를 통해 수평방향으로 이동한다. 블로워(110)는 공기 유동 방향으로 전열히터(104)의 상류에 배치된다.
후석 공조장치(100)는 모드덕트(160)를 구비하며, 모드덕트(160)는 연결덕트(120)를 통해 블로워(110) 하류측에 연결된다. 모드덕트(160) 내부에는 후석플로어벤트(130)로 향하는 공기양과 B-필라벤트(140)로 향하는 공기양을 조절하는 도어가 구비된다. 즉, 공기 유동 방향으로 케이스(101)의 하류측 유로는 크게 2개로 나뉜다. 하나는 케이스(101)의 상부에 개구된 제1 토출구(107)를 통해 콘솔벤트로 향하는 공기의 유로이며, 다른 하나는 케이스(101)의 하부에 개구된 제2 토출구(108)를 통해 모드덕트(160)로 향하는 공기의 유로이다.
모드덕트(160)로 유동하는 공기는 전술한 도어의 회전 작동에 따라 후석플로어벤트(130) 또는 B-필라벤트(140) 측으로 선택적으로 유동한다. B-필라벤트(140) 측으로 유동하는 공기는 모드덕트(160)에서 차량 폭방향으로 연장되다 상부 방향으로 연장된 B-필라덕트(170)를 따라 이동하여 B-필라벤트(140)를 통해 차량 후석으로 토출된다.
또한, 콘솔벤트 측으로 향하는 케이스(101)의 제1 토출구(107)는 B-필라벤트(140) 및 후석플로어벤트(130) 측으로 향하는 케이스(101)의 제2 토출구(108)보다 상부에 위치한다. 아울러, B-필라벤트(140) 및 후석플로어벤트(130) 측으로 향하는 케이스(101)의 제2 토출구(108)에서 연결덕트(120)를 통해 모드덕트(160)가 연장되고, 다시 모드덕트(160)에서 상부 방향으로 B-필라덕트(170)가 연장된다. B-필라덕트(170)의 상측 단부에는 B-필라벤트(140)가 형성되어 차량 후석으로 공조풍이 토출된다.
전열히터(104)는 케이스(101)에 구비되어 이를 통과하는 공기를 가열한다. 즉, 전열히터(104)는 전원의 인가에 따라 발열하는 PTC히터 등으로 구성되어, 전열히터(104)를 통과하는 공기는 가열된다. 전열히터(104)는 복수의 작동영역을 구비하고, 복수의 작동영역은 공조모드에 연동하여 작동된다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 후석 공조장치(100)는 제1 공조모드시, 전열히터(104)의 일부만 작동된다. 이 경우, 제1 공조모드는 B-필라벤트(140) 측으로 공기를 토출하는 공조모드로서, 벤트모드(Vent Mode) 또는 바이레벨모드(Bi-level Mode)이다.
즉, 전열히터(104)는 복수의 토출구 전단에 배치되어 공조 모드에 따라서 복수의 토출구 중 특정 토출구로 토출되는 공기만 가열할 수 있도록 일부만 작동한다.
모드도어(106)는 공기 유동 방향으로 케이스(101)의 하류측에 회전 가능하게 설치된다. 모드도어(106)는 공기 유동 방향으로 전열히터(104)의 하류에 배치되어, 제1 토출구(107)로 유동하는 공기의 양과 제2 토출구(108)로 유동하는 공기의 양을 조절한다. 모드도어(106)의 회전 작동에 따라, 전열히터(104)를 통과한 공기는 제1 토출구(107)로 유동하거나 제2 토출구(108)로 유동한다.
즉, 모드도어(106)는 제1 토출구(107)를 폐쇄하고 제2 토출구(108)만을 개방하여, 전열히터(104)를 통과한 공기가 전부 모드덕트(160)로 흘러 후석플로어벤트(130) 또는 B-필라벤트(140)로 토출될 수 있다. 또는, 모드도어(106)는 제2 토출구(108)를 폐쇄하고 제1 토출구(107)만을 개방하여, 전열히터(104)를 통과한 공기가 전부 콘솔벤트로 토출될 수 있다. 또는, 모드도어(106)는 제1 토출구(107) 및 제2 토출구(108)를 모두 개방하여, 전열히터(104)를 통과한 공기가 콘솔벤트 또는 후석플로어벤트(130) 또는 B-필라벤트(140)로 토출될 수 있다.
전열히터(104)는 상하 방향으로 복수의 발열부를 구비한다. 즉, 전열히터(104)는 제1 발열부(111), 제2 발열부(112) 및 제3 발열부(113)를 구비한다. 제1 발열부(111), 제2 발열부(112) 및 제3 발열부(113)는 전원의 인가에 따라 발열하는 발열체로서 PTC소자로 이루어질 수 있으며, 상부에서 하부 방향으로 순차로 배치된다. 발열부의 개수는 패키지의 사이즈에 따라 적절히 가감할 수 있다.
특히, 특정 공조모드시, 제2 토출구(108)와 가까운 영역에 대응되는 전열히터(104) 부위의 발열부만 작동하도록 제어된다. 후석 공조장치(100)는 제어부를 구비한다. 즉, 제1 토출구(107)와 제2 토출구(108)로 공기가 동시에 토출되는 공조모드시, 제어부는 제2 토출구(108)와 가까운 영역에 대응되는 전열히터(104) 부위의 발열부만 작동되도록 제어한다.
제어부는 전열히터(104)의 구동부와 연결되어, 벤트모드 또는 바이레벨 모드시, 전열히터(104)의 하부에 위치한 일부의 발열부만 작동하도록 제어한다. 이 경우, 제어부는 작동되는 발열부의 개수가 미작동되는 발열부의 개수보다 더 많도록 제어한다. 제1 토출구(107)와 제2 토출구(108)로 공기가 동시에 토출되는 공조모드는 제1 토출구(107)와 제2 토출구(108)의 풍량 비율이 5:5인 벤트모드 또는 제1 토출구(107)와 제2 토출구(108)의 풍량 비율이 4:6인 바이레벨모드일 수 있다.
즉, 제1 토출구(107)와 제2 토출구(108)로 공기가 동시에 토출되는 공조모드시, 제1 발열부(111)는 미작동되며, 제2 발열부(112) 및 제3 발열부(113)만 작동된다. 따라서, 전열히터(104)를 통과하는 공기 중 비교적 상부를 통과하는 공기는 제1 발열부(111)에 의해 가열되지 않고 상부의 제1 토출구(107)로 흐르며, 비교적 중간 및 하부를 통과하는 공기는 제2 발열부(112) 및 제3 발열부(113)에 의해 가열되어 하부의 제2 토출구(108)로 흐른다.
B-필라벤트(140)로 토출되는 공기는 반드시 B-필라덕트(170)를 통과하게 되므로, 가열된 공기가 B-필라덕트(170)를 통과하면서 열손실이 불가피하게 발생한다. 이와 같이 전열히터(104)의 하단 2열만 작동하도록 제어함으로써, 제2 토출구(108)에만 뜨거운 공기가 공급되어 B-필라벤트(140) 측으로 향하도록 한다. 따라서, B-필라벤트(140)로 토출되는 공기의 온도를 상승시키면서 콘솔벤트로 토출되는 공기의 온도 상승량은 최소화할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 후석 공조장치(100)는 역류방지수단을 구비한다. 역류방지수단은 공기 유동 방향으로 전열히터(104)의 하류측에 구비되어, 제2 토출구(108) 측으로 유동하는 공기가 제1 토출구(107) 측으로 역류하는 것을 억제한다.
전술한 것처럼, 전열히터(104)의 하단 2열만 작동하도록 제어하더라도 하측 유로가 상측 유로 대비 공기 저항이 크기 때문에, 하측에서 상측으로 역류하는 공기가 불가피하게 발생한다. 역류방지수단은 하측에서 상측으로 역류하는 공기의 양을 최소화하여, 제2 토출구(108)로 토출되는 공기의 온도가 하강하는 것을 최소화하게 된다.
역류방지수단은 격벽의 형태로 구현되거나 씰(Seal)의 형태로 구현되거나 모드도어의 개도량 제어로 구현되거나 이들의 조합으로 구현될 수 있다.
즉, 후석 공조장치(100)는 격벽(105)을 구비한다. 격벽(105)은 케이스(101)의 내부 공기 유로에 구비되며, 전열히터(104)의 후단에서 공기 유동 방향으로 나란하게 수평 방향으로 연장 형성된다. 격벽(105)은 전열히터(104)의 후단에 밀착되어 결합되거나 전열히터(104)로부터 일체로 후방을 향해 연장 형성될 수 있다. 또는, 격벽(105)은 전열히터(104)의 후단과 매우 인접하게 이격되어 수평 방향으로 연장 형성될 수 있다. 격벽(105)은 차량 폭방향으로 케이스(101)의 양측까지 연장 형성된다.
전열히터(104)의 후단에 격벽(105)을 구성함으로써, 케이스(101)의 하측 공기가 상측으로 이동하는 것을 차단하거나 이동양을 현저히 감소시킬 수 있다.
또한, 격벽(105)은 전열히터(104)와 모드도어(106) 사이에 배치된다. 아울러, 격벽(105)은 상하 방향으로 전열히터(104)의 중간부보다 상부에 배치된다. 이와 같이, 격벽(105)이 전열히터(104)와 모드도어(106) 사이에 배치됨에 따라, 모드도어(106)의 단부가 격벽(105)과 마주하는 위치에서, 전열히터(104)를 통과한 공기가 격벽(105)에 의해 각각 제1 토출구(107)와 제2 토출구(108)로 안내된다.
따라서, 전술한 것처럼 특정 공조모드에서 전열히터(104)의 발열부를 부분적으로 제어할 때 제1 토출구(107)로 흐르는 공기와 제2 토출구(108)로 흐르는 공기를 분리하여 공조 성능을 더욱 쾌적하게 할 수 있다. 아울러, 격벽(105)이 전열히터(104)의 상부측에 배치됨에 따라, 케이스(101)의 하측 유로의 공기를 더욱 높은 온도로 가열할 수 있다.
한편, 후석 공조장치(100)는 도어씰(115)을 구비한다. 도어씰(115)은 모드도어(106)의 테두리를 따라 연장 형성되어, 케이스(101)와 모드도어(106) 간의 틈을 씰링(Sealing)한다. 도어씰(115)은 케이스(101)와 모드도어(106) 간의 틈을 통해 케이스(101) 내의 하측 유로의 공기가 상측 유로로 빠져나가는 것을 방지하여 하부에서 상부로 유동하는 공기의 유동을 억제한다. 아울러, 도어씰(115)은 격벽(105)과 마주하는 위치에서 격벽(105)과의 틈을 메워 하부에서 상부로 리크(Leak)되는 공기의 양을 더욱 줄일 수 있다.
또한, 케이스(101)의 측면에는 케이스씰(116)이 더 구비될 수 있다. 케이스씰(116)은 케이스(101)와 모드도어(106)간의 간극을 메운다. 케이스씰(116)은 도어씰(115)과 함께 하부에서 상부로 리크(Leak)되는 공기의 양을 줄이는 기능을 한다. 이 경우, 케이스씰(116)은 제1 토출구(107) 측으로 향하는 공기 유동 경로에만 부분적으로 형성된다. 따라서, 모드도어(106)의 단부가 격벽(105)과 마주하는 위치에서, 제1 토출구(107)로 흐르는 공기와 제2 토출구(108)로 흐르는 공기를 분리하여 공조 성능을 더욱 쾌적하게 할 수 있다.
아울러, 모드도어(106)의 회전축(118)에 꼬리씰(117)이 더 구비된다. 모드도어(106)과 케이스(101) 내에서 원활히 회전 작동하기 위해, 회전축(118)과 케이스(101) 내벽 간에는 적절한 유격이 형성된다. 꼬리씰(117)은 회전축(118)과 케이스(101) 간의 틈을 메워 모드도어(106)가 원활히 회전 작동 가능하면서 케이스(101) 내의 하측 공기가 상측으로 역류하는 것을 최소화한다.
한편, 제어부는 상기 제1 토출구와 제2 토출구로 공기가 동시에 토출되는 공조모드시, 다른 공조모드에 비해 모드도어(106)를 제1 토출구(107)를 향해 더 닫히도록 모드도어(106)의 구동부에 구동전압값을 피드백한다. 도 6을 더 참조하면, 벤트모드(Vent Mode)시, 제어부는 모드도어(106)를 B의 위치로 제어한다. A는 본 발명의 제어가 미적용된 위치이고, B는 본 발명의 제어가 적용된 위치이다. B는 A보다 제1 토출구(107)를 더 닫는 방향이다.
또한, 바이레벨모드(Bi-level Mode)시, 제어부는 모드도어(106)를 D의 위치로 제어한다. C는 본 발명의 제어가 미적용된 위치이고, D는 본 발명의 제어가 적용된 위치이다. D는 C보다 제1 토출구(107)를 더 닫는 방향이다. 아울러, 벤트모드 또는 바이레벨모드 이외의 모드시(플로어모드 등), 제어부는 모드도어(106)를 피드백없이 구동전압값을 제어한다.
이와 같이, 벤트모드 또는 바이레벨모드시, 모드도어(106)를 제1 토출구(107)를 향해 더 닫히도록 제어한다. 따라서, 콘솔벤트로 향하는 온풍양을 줄이고 상대적으로 제2 토출구(108)로 향하는 온풍량을 늘려 B-필라측 토출온도를 개선 가능한 것이다. 벤트모드 또는 바이레벨모드시, 전열히터(104)의 하단2열만 작동(On)하였을 때, 콘솔벤트 온도는 소폭 상승한 반면에 B-필라벤트 온도는 대폭 상승한 것을 확인할 수 있었다.
정리하면, 제1 토출구(107)와 제2 토출구(108)로 공기가 동시에 토출되는 공조모드시, 제2 토출구(108)와 가까운 영역에 대응되는 전열히터(104) 부위의 발열부만 작동한다. 이와 같이, 제어부는 공조모드에 따라서 전열히터(104)의 발열영역을 다르게 제어한다. 한편, 케이스(101)의 복수의 토출구는 각각 토출 덕트를 구비하며, 토출 덕트의 길이는 서로 상이하게 형성된다. 토출 덕트는 B-필라덕트(170), 플로어덕트, 콘솔덕트 등을 구비한다.
즉, 제어부는 복수의 토출구로 동시에 공기가 토출되는 경우, 전열히터(104)의 일부 영역만 발열하도록 제어한다. 이 경우, 전열히터(104)의 발열하는 영역은 토출 덕트의 길이가 상대적으로 길게 형성되는 토출구에 대응하는 영역이다. 즉, B-필라덕트(170)는 콘솔덕트에 비해 길이가 더 길게 형성되므로, 제2 토출구(108)에 대응하는(가까운) 전열히터(104)의 하부 영역만 발열하도록 제어한다.
토출 덕트의 길이가 길면 열손실이 많이 발생하므로 이를 보강하기 위해 상대적으로 길이가 긴 벤트에 대응하는 전열히터(104)의 일부 영역만 발열하도록 제어한다. 반면에, 제1 토출구(107)와 제2 토출구(108) 중 하나로만 공기가 토출되는 공조모드인 경우, 상하 온도차가 발생하지 않기 때문에 전열히터(104) 전체를 온(ON)하거나 오프(OFF) 제어한다.
전열히터(104)의 일부 영역만 발열하는 제어는, 외기온이 특정 온도 이하, 배터리 전압이 특정 볼트 이상, 블로워(110)가 특정 단수 이상, 후석 목표토출온도가 특정 온도 이상인 경우에 진입한다. 즉, 제어부는 공조모드 이외의 진입 조건을 모두 만족해야 전열히터(104)의 일부 영역만 발열하는 제어로 진입한다. 아울러, 전열히터(104)의 일부 영역만 발열하는 제어는, 외기온이 특정 온도 이상, 배터리 전압이 특정 볼트 이하, 블로워(110)가 오프(OFF) 또는 최저 단수, 후석 목표토출온도가 특정 온도 이상인 경우 중 어느 하나에 해당하면 해제된다.
지금까지 본 발명에 따른 차량 후석 공조장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 후석 공조장치 101: 케이스
102: 유입구 103: 흡입구
104: 전열히터 105: 격벽
106: 모드도어
107: 제1 토출구 108: 제2 토출구
110: 블로워 111: 제1 발열부
112: 제2 발열부 113: 제3 발열부
115: 도어씰 116: 케이스씰
117: 꼬리씰 120: 연결덕트
130: 후석플로어벤트 140: B-필라벤트
160: 모드덕트 170: B-필라덕트
300: 전석 공조장치 310: 메인케이스
400: 송풍유닛

Claims (20)

  1. 전석 공조장치에 연결되어 차량 후석 측으로 공조풍을 공급하는 차량 후석 공조장치에 있어서,
    일측이 상기 전석 공조장치에 연결되고 타측에 차량 실내로 공기를 토출하기 위한 복수의 토출구가 형성된 케이스; 및
    상기 케이스에 구비되어 이를 통과하는 공기를 가열하는 전열히터를 포함하며,
    상기 전열히터는 복수의 작동영역을 구비하고, 복수의 작동영역은 공조모드에 연동하여 작동되는 것을 특징으로 하는 차량 후석 공조장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 토출구는 제1 토출구 및 제2 토출구를 구비하고,
    상기 전열히터는 복수의 발열부를 구비하며,
    상기 제1 토출구와 제2 토출구로 공기가 동시에 토출되는 공조모드시, 제2 토출구와 가까운 영역에 대응되는 전열히터 부위의 발열부만 작동되는 차량 후석 공조장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 토출구는 제1 토출구 및 상기 제1 토출구의 하부에 형성되는 제2 토출구를 구비하고,
    공기 유동 방향으로 상기 전열히터의 하류측에 제2 토출구 측으로 유동하는 공기가 제1 토출구 측으로 역류하는 것을 억제하는 역류방지수단이 구비된 차량 후석 공조장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 전열히터의 후단에서 공기 유동 방향으로 나란하게 연장 형성된 격벽이 구비되는 것을 특징으로 하는 차량 후석 공조장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 케이스에 제1 토출구로 유동하는 공기와 제2 토출구로 유동하는 공기의 양을 조절하는 모드도어가 구비되고,
    상기 격벽은 전열히터와 모드도어 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량 후석 공조장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 격벽은 상하 방향으로 전열히터의 중간부보다 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량 후석 공조장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    모드도어의 단부가 격벽과 마주하는 위치에서, 전열히터를 통과한 공기가 격벽에 의해 각각 제1 토출구와 제2 토출구로 안내되는 차량 후석 공조장치.
  8. 제3 항에 있어서,
    상기 케이스에 제1 토출구로 유동하는 공기와 제2 토출구로 유동하는 공기의 양을 조절하는 모드도어가 구비되고,
    상기 제1 토출구와 제2 토출구로 공기가 동시에 토출되는 공조모드시, 다른 공조모드에 비해 상기 모드도어를 제1 토출구를 향해 더 닫히도록 모드도어의 구동부에 구동전압값을 피드백하는 제어부를 구비하는 차량 후석 공조장치.
  9. 제3 항에 있어서,
    상기 케이스에 제1 토출구로 유동하는 공기와 제2 토출구로 유동하는 공기의 양을 조절하는 모드도어가 구비되고,
    상기 모드도어의 테두리를 따라 도어씰이 구비되어 하부에서 상부로 유동하는 공기의 유동을 억제하는 차량 후석 공조장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 케이스의 측면에 모드도어와의 간극을 메우는 케이스씰이 더 구비되고,
    상기 케이스씰은 제1 토출구 측으로 향하는 공기 유동 경로에만 부분적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 후석 공조장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 모드도어의 회전축에 케이스와의 간극을 메우는 꼬리씰이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 차량 후석 공조장치.
  12. 제2 항에 있어서,
    벤트모드 또는 바이레벨 모드시, 전열히터의 하부에 위치한 일부의 발열부만 작동하도록 제어하며,
    작동되는 발열부의 개수가 미작동되는 발열부의 개수보다 더 많도록 제어되는 차량 후석 공조장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 케이스에는 복수의 토출구로 공기를 송풍하는 블로워가 구비되고, 상기 블로워는 공기 유동 방향으로 전열히터의 상류에 배치되는 차량 후석 공조장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 전열히터는 복수의 토출구 전단에 배치되어 공조 모드에 따라서 복수의 토출구 중 특정 토출구로 토출되는 공기만 가열할 수 있도록 일부만 작동하는 것을 특징으로 하는 차량 후석 공조장치.
  15. 전석 공조장치에 연결되어 차량 후석 측으로 공조풍을 공급하는 차량 후석 공조장치에 있어서,
    일측이 상기 전석 공조장치에 연결되고 타측에 차량 실내로 공기를 토출하기 위한 복수의 토출구가 형성된 케이스; 및
    상기 케이스에 구비되어 이를 통과하는 공기를 가열하는 전열히터를 포함하며,
    공조모드에 따라서 전열히터의 발열영역을 다르게 제어하는 제어부를 포함하는 차량 후석 공조장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    복수의 토출구는 각각 토출 덕트를 구비하고, 상기 토출 덕트의 길이가 서로 상이하게 형성되는 차량 후석 공조장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    복수의 토출구로 동시에 공기가 토출되는 경우 전열히터의 일부 영역만 발열하도록 제어하는 차량 후석 공조장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    전열히터의 발열하는 영역은 토출 덕트의 길이가 상대적으로 길게 형성되는 토출구에 대응하는 영역인 차량 후석 공조장치.
  19. 제17 항에 있어서,
    전열히터의 일부 영역만 발열하는 제어는,
    외기온이 특정 온도 이하, 배터리 전압이 특정 볼트 이상, 블로워가 특정 단수 이상, 후석 목표토출온도가 특정 온도 이상인 경우에 진입하는 차량 후석 공조장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 전열히터의 일부 영역만 발열하는 제어는,
    외기온이 특정 온도 이상, 배터리 전압이 특정 볼트 이하, 블로워가 오프(OFF) 또는 최저 단수, 후석 목표토출온도가 특정 온도 이상인 경우 중 어느 하나에 해당하면 해제되는 차량 후석 공조장치.
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