KR102203686B1

KR102203686B1 - 차량용 공조장치 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR102203686B1
Application number: KR1020140177130A
Authority: KR
Inventors: 이세민; 박태용; 안용남; 원종보; 이성제
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2021-01-15
Also published as: CN106470857B; KR20160070336A; WO2016093472A1; US10744843B2; CN106470857A; US20190193510A1

Abstract

본 발명의 차량용 공조장치(A)는 각각의 도어(1101d, 1102d, 1103)에 의해서 개도가 조절되는 메인벤트가 형성된 공조케이스(1100)와, 상기 공조케이스(1100) 내부로 공기를 송풍하는 제1송풍부(1200)와, 상기 공조케이스(1100) 내부에 구비되는 제1증발기(1300) 및 히터코어(1400)와, 상기 공조케이스(1100) 내부에서 제1증발기(1300)를 통과한 공기가 상기 히터코어(1400)를 통과함을 조절하는 템프도어(1500를 포함하는 제1공조모듈(D1); 및 냉매를 흡입하여 압축시키는 압축기(100)와, 상기 압축기(100)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(200)와, 상기 응축기(200)에서 응축된 냉매를 교축시키는 팽창수단(300)과, 상기 팽창수단(300)을 통해 공급된 냉매를 증발시키는 제2증발기(400)와, 공기가 상기 제2증발기(400)를 통과하여 냉각되도록 송풍하는 제2-1송풍부(500)와, 공기가 상기 응축기(200)를 통과하여 가열되도록 송풍하는 제2-2송풍부(600)와, 개폐수단(800)에 의해 선택적으로 상기 제2-1송풍부(500) 및 제2-2송풍부(600)를 통해 공급되는 공기가 탑승객 측으로 이송되는 토출덕트(700)를 포함하는 제2공조모듈(D2)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이를 통해, 본 발명의 차량용 공조장치(A)는 제1공조모듈(D1)과 함께 제2공조모듈(D2)이 차량 실내 온도를 제어할 수 있어 탑승객의 온도쾌적성을 높일 수 있는 장점이 있다.

Description

차량용 공조장치 및 그 제어 방법{AIR CONDITIONER FOR VEHICLES AND CONTROLLING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 차량용 공조장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 제1공조모듈과 함께 제2공조모듈이 차량 실내의 냉방 및 난방을 담당함으로써 탑승객의 온도 쾌적성을 보다 높일 수 있는 차량용 공조장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

차량용 공조장치는, 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉, 난방하거나 또는 우천 시나 동절기에 윈드 실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자가 전후방 시야를 확보할 수 있게 할 목적으로 설치되는 자동차의 내장품으로, 이러한 공조장치는, 통상, 난방시스템과 냉방시스템을 동시에 갖추고 있어서, 외기나 내기를 선택적으로 도입하여 그 공기를 가열 또는 냉각한 다음 자동차의 실내에 송풍함으로써 자동차 실내를 냉, 난방하거나 또는 환기한다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치의 일예를 나타낸 개략도로, 종래의 차량용 공조장치는 각각의 도어(11d, 12d, 13d)에 의하여 개도가 조절되는 벤트(11, 12, 13)가 설치된 공조케이스(10)와; 상기 공조케이스(10)의 입구에 연결되어 외기를 송풍하는 송풍부(14); 상기 공조케이스(10) 내부에 구비되는 증발기(E) 및 히터코어(H); 상기 공조케이스(10)의 냉기통로와 온기통로의 개도를 조절하는 템프도어(15)를 포함하여 형성된다. 상기한 바와 같이 구성된 종래의 차량용 공조장치는 냉방 사이클이 가동될 경우, 상기 템프도어(15)는 상기 냉기통로를 개방함과 동시에 상기 온기통로를 폐쇄한다. 따라서 상기 송풍부(14)에 의하여 송풍되는 공기는 상기 증발기(E)를 통과하면서 증발기(E)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉기로 바뀐 뒤, 상기 냉기통로 쪽으로 유동되고 개방된 벤트(11, 12, 13)들을 통하여 자동차 실내로 토출됨으로써 자동차 실내의 냉방이 수행된다. 또한, 난방 사이클이 가동될 경우, 상기 템프도어(15)는 상기 냉기통로를 폐쇄함과 동시에 상기 온기통로를 개방함에 따라 송풍되는 공기는 온기통로를 통하여 상기 히터코어(H)를 거치면서 상기 히터코어(H)의 내부를 유동하는 냉각수와 열교환되어 온기로 바뀌게 되고 개방된 벤트(11, 12, 13)들을 통하여 자동차 실내로 토출됨으로서 자동차 실내의 난방이 수행된다.

이 때, 상기 증발기로 차가운 냉매를 공급하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(Compressor)(1), 압축기(1)에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(Condenser)(2), 응축기(2)에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 팽창수단(3), 그리고, 상기 팽창수단(3)에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내 측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(Evaporator)(E) 등이 냉매 배관(5)으로 연결되어 이루어진다. 한편, 상기 증발기(E)는 상술한 바와 같이, 공조케이스(10) 내부에 구비되며, 상기 응축기(2)는 주행풍을 이용하여 냉매를 냉각하기 위하여 자동차 전방에 위치되며, 상기 압축기(1)는 엔진 구동 벨트에 의해 구동됨에 따라 엔진룸 내부에 위치되어야 한다. 이에 따라 배관(5) 연결이 복합해지는 문제점이 있다.

한편, 트럭과 같은 차량은 엔진이 작동하지 않는 상태에서도 냉방이 가능하도록 차량용 배터리를 전원으로 작동되는 차량용 무시동 에어컨 장치가 제안된 바 있으며, 이를 도 3 및 도 4에 나타내었다. 상기 도 3 및 도 4는 차량용 무시동 에어컨 장치를 나타낸 사시도 및 개략도로, 상기 도 3 및 도 4에 도시한 차량용 배터리를 전원으로 작동되는 제1 및 제2 압축기(10a, 10b)와, 상기 제1 및 제2 압축기(10a, 10b)와 각각 연통되어 냉매가 유입되는 응축기 입구(21)와 유입된 냉매가 외기와 열교환한 후 토출되도록 응축기 출구(22)가 각각 형성된 제1 및 제2 응축부(20a, 20b)로 구성되는 와식 응축기(20)와, 상기 제1 및 제2 응축부(20a, 20b)에 형성된 상기 응축기 출구(22)와 각각 연통되는 제1 및 제2 모세관(30a, 30b)과, 상기 제1 및 제2 모세관(30a, 30b)과 각각 연통되며, 냉매가 유입되는 증발기 입구(41)와 유입된 냉매가 내기와 열교환한 후 상기 제1 및 제2 압축기(10a, 10b)로 각각 토출되도록 증발기 출구(42)가 각각 형성된 제1 및 제2 증발기(40a, 40b)를 포함한다.

그런데, 종래의 차량용 공조장치는 난방을 위하여 엔진 냉각수를 이용하고, 상기 차량용 무시동 에어컨 장치는 엔진이 작동되지 않은 상태에서 난방을 수행하기 위해서는 별도의 히터를 설치해야 한다.

이에 따라, 냉방 및 난방을 동시에 수행할 수 있으며, 소형화가 가능하고, 차량에 장착하는 것이 용이한 장치가 요구되고 있으며, 특히, 엔진이 정지되거나, 엔진을 이용하지 않는 형태에서도 냉방 및 난방을 적절하게 수행할 수 있는 장치가 요구되고 있다.

특허1) 대한민국 등록특허 10-1251206호(발명의 명칭 : 차량용 무시동 에어컨)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 제1공조모듈과 함께 제2공조모듈이 차량 실내의 냉방 및 난방을 담당함으로써 탑승객의 온도 쾌적성을 보다 높일 수 있는 차량용 공조장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

특히, 본 발명의 목적은 제2공조모듈이 소형화 가능하며, 다양한 위치에 구비될 수 있어 장착성을 높일 수 있고, 상기 제2공조모듈이 제1공조모듈과는 개별적으로 제어되어 다양한 차량 운행 조건에 맞추어 작동가능한 차량용 공조장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 제2공조모듈이 배터리에 의해 작동되되, 배터리의 방전을 방지할 수 있는 차량용 공조장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 차량용 공조장치는 각각의 도어에 의해서 개도가 조절되는 메인벤트가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스 내부로 공기를 송풍하는 제1송풍부와, 상기 공조케이스 내부에 구비되는 제1증발기 및 히터코어와, 상기 공조케이스 내부에서 제1증발기를 통과한 공기가 상기 히터코어를 통과함을 조절하는 템프도어를 포함하는 제1공조모듈; 및 상기 제1공조모듈과 독립적인 냉매 사이클을 형성하도록 냉매를 흡입하여 압축시키는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 교축시키는 팽창수단과, 상기 팽창수단을 통해 공급된 냉매를 증발시키는 제2증발기와, 공기가 상기 증발기를 통과하여 냉각되도록 송풍하는 제2-1송풍부와, 공기가 상기 응축기를 통과하여 가열되도록 송풍하는 제2-2송풍부와, 개폐수단에 의해 선택적으로 상기 제2-1송풍부 및 제2-2송풍부를 통해 공급되는 공기가 탑승객 측으로 이송되는 토출덕트를 포함하는 제2공조모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이를 통해, 본 발명의 차량용 공조장치는 제1공조모듈과 함께 제2공조모듈이 차량 실내 온도를 제어할 수 있어 탑승객의 온도쾌적성을 높일 수 있는 장점이 있다.

이 때, 상기 차량용 공조장치는 상기 제1공조모듈을 제어하는 제1제어부 및 상기 제2공조모듈을 제어하는 제2제어부를 포함하고, 상기 제2공조모듈이 배터리와 연결되어 필요한 전력을 공급받으며, 상기 제1제어부 및 제2제어부에 의해 상기 제1공조모듈 및 제2공조모듈이 각각 개별적으로 제어됨으로써 다양한 차량 조건 및 탑승객의 요구에 따라 적절하게 제어할 수 있으며, 특히, 제2제어모듈은 차량 내의 다양한 위치에 단위 모듈로서 장착될 수 있어 장착성을 보다 높일 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 제2공조모듈은 상기 압축기, 응축기, 팽창수단, 증발기, 제2-1송풍부, 제2-2송풍부 및 토출덕트가 판형의 베이스부에 구비되며, 상기 베이스부에는 상기 증발기가 장착되고 상기 제2-1송풍부의 작동에 의해 공기가 유입되는 제1장착공 및 상기 응축기가 장착되고 상기 제2-2송풍부의 작동에 의해 공기가 유입되는 제2장착공이 형성된다.

이 때, 상기 토출덕트는, 외부몸체; 상기 외부몸체 내부를 상측영역 및 하측영역으로 구획하는 제1격벽; 상기 외부몸체의 길이방향으로 상기 제1격벽의 양측에 각각 상측영역과 하측영역을 연통하도록 중공되는 제1연통공 및 제2연통공; 상기 제1연통공 및 제2연통공 사이의 상기 상측영역을 상기 외부몸체의 길이방향으로 구획하여 그 내부에 제1공간부를 형성하며, 상기 제1공간부를 감싸는 "ㄷ"자 형태의 제2공간부를 형성하는 제2격벽 및 제3격벽; 상기 외부몸체의 일정 영역이 중공되며, 상기 제2-1송풍부의 토출측과 연결되어 냉각된 공기가 상기 제2격벽에 의해 구획되는 제1공간부 및 제2공간부로 각각 유입되는 제1-1유입부 및 제1-2유입부; 상기 외부몸체의 일정 영역이 중공되며, 상기 제2-2송풍부의 토출측과 연결되어 가열된 공기가 상기 제3격벽에 의해 구획되는 제1공간부 및 제2공간부로 각각 유입되는 제2-1유입부 및 제2-2유입부; 상기 제1공간부로 유입된 공기가 탑승객 측으로 공급되도록 상기 외부몸체의 일정 영역이 중공되는 제1벤트; 상기 제2공간부로 유입된 공기가 배출되도록 상기 외부몸체의 일정 영역이 중공되는 제2벤트를 포함한다.

또한, 상기 제2공조모듈은 상기 베이스부의 상측에 상기 토출덕트가 "ㄱ"자 형태로 절곡형성되며, 상기 토출덕트의 절곡된 내측에 인접하여 상기 압축기, 응축기, 팽창밸브, 및 증발기가 구비되고, 상기 토출덕트의 외측 면에 상기 제1벤트 및 제2벤트가 형성됨으로써 소형화가 가능한 장점이 있다.

이 때, 상기 개폐수단은 상기 제1-1유입부 및 제2-2유입부를 개방하고 상기 제1-2유입부 및 제2-1유입부를 폐쇄하거나, 상기 제1-1유입부 및 제2-2유입부를 폐쇄하고 상기 제1-2유입부 및 제2-1유입부를 개방하는 수단이다.

더욱 상세하게, 상기 제2공조모듈은 상기 상측영역에 상기 토출덕트의 길이방향으로 상기 제1-1유입부 및 제1-2유입부가 서로 인접하게 위치되며, 상기 제2-1유입부 및 제2-2유입부가 서로 인접하게 위치되고, 상기 개폐수단이 상기 토출덕트의 상측영역에 위치되는 판형태로 상기 토출덕트의 길이방향으로 이동되는 판부와, 상기 판부의 일정 영역이 중공되어 상기 제1-1유입부 또는 제1-2유입부를 개방하도록 중공되는 제1개방공과, 상기 판부의 일정 영역이 중공되어 상기 제2-1유입부 또는 제2-2유입부를 개방하도록 중공되는 제2개방공을 포함할 수 있다.

또, 상기 제2공조모듈은 상기 개폐수단의 판부 일면이 상기 토출덕트의 내벽에 밀착되고, 상기 계폐수단의 판부 타면이 밀착되도록 상기 제1격벽으로부터 연장되는 밀착부가 더 형성되어 상기 판형의 개폐수단의 장착 및 작동이 더욱 용이하도록 할 수 있다.

이를 통해, 상기 제2공조모듈은, 냉방 시 상기 개폐수단의 제1개방공이 상기 제1-1유입부를 개방하고 상기 제2개방공이 제2-2유입부를 개방하며 상기 판부가 상기 제1-2유입부 및 제2-1유입부를 폐쇄함에 따라 상기 증발기를 통과하여 냉각된 공기가 상기 제1-1유입부, 제1공간부 및 제1벤트를 통해 탑승객 측으로 이송되고 상기 응축기를 통과하여 가열된 공기가 상기 제2-2유입부, 제2공간부 및 제2벤트를 통해 차량 외부로 배출되며, 난방 시 상기 개폐수단의 판부가 상기 제1-1유입부 및 제2-2유입부를 폐쇄하고 상기 제1개방공이 상기 제1-2유입부를 개방하며 상기 제2개방공이 상기 제2-1유입부를 개방함에 따라 상기 증발기를 통과하여 냉각된 공기가 상기 제1-2유입부, 제2공간부 및 제2벤트를 통해 차량 외부로 배출되고 상기 응축기를 통과하여 가열된 공기가 상기 제2-1유입부, 제1공간부 및 제1벤트를 통해 탑승객 측으로 이송된다.

또, 상기 제2-1송풍부는 유입측이 상기 제1장착공을 감싸도록 상기 베이스부에 고정되며 토출측이 상기 제1-1유입부 및 제1-2유입부를 감싸도록 상기 토출덕트에 고정되는 제1덕트 및 상기 제1덕트 내부에 구비되는 제1팬을 포함하며, 상기 제2-2송풍부는 유입측이 상기 제2장착공을 감싸도록 상기 베이스부에 고정되며 토출측이 상기 제2-1유입부 및 제2-2유입부를 감싸도록 상기 토출덕트에 고정되는 제2덕트 및 상기 제2덕트 내부에 구비되는 제2팬을 포함한다.

특히, 상기 차량용 공조장치는 상기 제2공조모듈이 탑승객이 차량으로부터 탈착 및 장착가능하여 차량 외부에서 온도 조절이 필요한 경우, 차량으로부터 탈착하여 차량 외부에서 이용가능한 장점이 있다. 이 때, 상기 제2공조모듈은 독립적으로 제어가능한 것을 특징으로 하는 배터리 공조 모듈.

한편, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 차량용 공조장치의 제어 방법에 있어서, 입력부를 통해 차량 실내의 목표온도가 입력되는 입력 단계; 상기 제1공조모듈이 작동되는 제1공조모듈 작동 단계; 온도센서를 통해 측정된 실내온도가 제한온도 구간에 포함되는지 확인하는 제1판단 단계; 상기 제1판단 단계에서 상기 실내온도가 제한온도 구간에 포함되면, 상기 실내온도와 목표온도의 차가 설정온도 이상인지 판단하는 제2판단 단계; 및 상기 제2판단 단계에서, 상기 실내온도와 목표온도의 차이가 설정온도 이상이면, 상기 제2공조모듈이 작동되는 제2공조모듈 작동 단계를 포함한다. 이를 통해, 본 발명의 차량용 공조장치 제어 방법은 차량 실내의 메인 공조를 제1공조모듈을 통해 수행하며, 제2공조모듈을 통해 차량 실내 냉난방을 보조할 수 있으며, 배터리의 방전을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.

특히, 상기 차량용 공조장치 제어 방법은 상기 배터리 충전량을 확인하는 배터리 충전량 확인 단계를 더 포함하여 배터리의 방전을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 차량용 공조장치 및 그 제어 방법은 제1공조모듈과 함께 제2공조모듈이 차량 실내의 냉방 및 난방을 담당함으로써 탑승객의 온도 쾌적성을 보다 높일 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명의 차량용 공조장치 및 그 제어 방법은 제2공조모듈이 소형화 가능하며, 다양한 위치에 구비될 수 있어 장착성을 높일 수 있고, 상기 제2공조모듈이 제1공조모듈과는 개별적으로 제어되어 다양한 차량 운행 조건에 맞추어 작동가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명의 차량용 공조장치 및 그 제어 방법은 제2공조모듈이 배터리에 의해 작동되되, 배터리의 방전을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또, 본 발명의 차량용 공조장치는 상기 제2공조모듈이 탑승객이 차량으로부터 탈착 및 장착가능하여 차량 외부에서 온도 조절이 필요한 경우, 차량으로부터 탈착하여 차량 외부에서 이용가능한 장점이 있다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타낸 개략도.
도 2는 종래의 에어컨 냉방 시스템을 나타낸 개략도.
도 3 및 도 4는 차량용 무시동 에어컨 장치를 나타낸 사시도 및 개략도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 개략도 및 설명도.
도 7은 본 발명에 따른 제1공조모듈을 나타낸 개략도.
도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 제2공조모듈은 나타낸 사시도, 분해사시도, 단면사시도.
도 11은 본 발명에 따른 제2공조모듈의 부분 사시도.(토출덕트 및 베이스부)
도 12는 본 발명에 따른 제2공조모듈의 단면 분해사시도.
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 제2공조모듈의 냉방 상태를 나타낸 도면.
도 15 및 도 16은 본 발명에 따른 제2공조모듈의 난방 상태를 나타낸 도면.
도 17 및 도 18은 본 발명에 따른 차량용 공조장치 제어 방법을 나타낸 도면.
도 19는 본 발명에 따른 차량용 공조장치 제어 방법을 나타낸 다른 도면.

이하, 본 발명의 차량용 공조장치(A) 및 그 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 차량용 공조장치(A)의 개략도 및 설명도이다.

본 발명의 차량용 공조장치(A)는 제1공조모듈(D1) 및 제2공조모듈(D2)을 포함한다. 상기 도 6에서, 상기 제1공조모듈(D1) 및 제2공조모듈(D2)이 차량 전측에 구비된 예를 나타내었으나, 상기 제2공조모듈(D2)은 배터리(B)에 의해 구동되는 수단으로서, 차량 실내 좌석 밑이나, 배터리(B)에 인접하게 구비될 수 있는 등 더욱 다양한 위치에 구비될 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 제1공조모듈(D1)을 나타낸 개략도로, 먼저, 본 발명의 차량용 공조장치(A)의 제1공조모듈(D1)을 설명한다. 상기 제1공조모듈(D1)은 공조케이스(1100), 제1송풍부(1200), 제1증발기(1300), 히터코어(1400), 및 템프도어(1500)를 포함한다.

상기 공조케이스(1100)는 각각의 도어(1101d, 1102d, 1103)에 의해 개도가 조절되는 메인벤트(1101, 1102, 1103)가 형성된 부분으로서, 상기 제1송풍부(1200)에서 공기가 송풍되어 차량 실내의 탑승객측으로 이송된다. 이 때, 상기 메인벤트(1101, 1102, 1103)는 페이스 벤트(1101)(Face Vent), 디프로스트 벤트(1102)(Defrost Vent), 및 플로어 벤트(1103)(Floor Vent)를 포함한다. 상기 페이스 벤트(1101)는 차량 실내의 전측(앞좌석)으로 공기를 토출하는 부분이며, 상기 디프로스트 벤트(1102)는 차량 실내의 차창 쪽으로 공기를 토출하는 부분이고, 상기 플로어 벤트(1103)는 차량 실내의 앞좌석 바닥 쪽으로 공기를 토출하는 부분이며, 상기 페이스 벤트(1101), 디프로스트 벤트(1102), 및 플로어 벤트(1103)는 각각의 도어(1101d, 1102d, 1103)를 통해 개도가 조절된다.

상기 제1증발기(1300)는 상기 공조케이스(1100) 내부에 구비되어 공기를 냉각시킨다.

상기 히터코어(1400)는 상기 공조케이스(1100) 내부에 구비되되, 공기 흐름방향으로 상기 제1증발기(1300)의 후측에 구비되어 공기를 가열한다.

상기 템프도어(1500)는 상기 공조케이스(1100) 내부에서 상기 제1증발기(1300)를 통과한 공기가 상기 히터코어(1400)로 통과함을 조절하는 부분으로서, 탑승객에 의해 설정된 목표온도에 따라 조절된다.

상기 제2공조모듈(D2)은 상기 제1공조모듈(D1)과는 개별적으로 작동되어 상기 제1공조모듈(D1)과 함께 차량 실내 공조를 담당하는 부분으로서, 상기 제1공조모듈(D1)을 제어하는 제1제어부(2100) 및 상기 제2공조모듈(D2)을 제어하는 제2제어부(2200)를 포함하고, 상기 제2공조모듈(D2)이 배터리(B)와 연결되어 필요한 전력을 공급받으며, 상기 제1제어부(2100) 및 제2제어부(2200)에 의해 상기 제1공조모듈(D1) 및 제2공조모듈(D2)이 각각 개별적으로 제어된다.

아래에서, 상기 제2공조모듈(D2)을 구체적으로 설명한다.

도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 제2공조모듈(D2)은 나타낸 사시도, 분해사시도, 단면사시도이고, 도 11은 본 발명에 따른 제2공조모듈(D2)의 부분 사시도(토출덕트(700) 및 베이스부(900))이며, 도 12는 본 발명에 따른 제2공조모듈(D2)의 단면 분해사시도이다.

본 발명의 제2공조모듈(D2)은 상기 제1공조모듈(1000)과 독립적인 냉매 사이클을 형성하는 것으로서, 압축기(100), 응축기(200), 팽창수단(300), 제2증발기(400), 제2-1송풍부(500), 제2-2송풍부(600), 및 토출덕트(700)를 포함한다.

상기 압축기(100)(Compressor)는 기상 냉매를 흡입하여 압축시키는 구성으로서, 고온 고압의 기체 상태로 상기 응축기(200)로 공급한다. 이 때, 상기 압축기(100)는 배터리(B)에 의해 동력을 전달받아 구동하여 차량 정지 시에도 제2공조모듈(D2)이 작동되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 응축기(200)는(Condenser) 상기 압축기(100)에서 토출된 고온 고압의 기상 냉매를 외기와 열교환시켜 고온 고압의 액체로 응축하여 상기 팽창수단(300)으로 토출한다. 이 때, 상기 응축기(200)는 상기 냉매가 응축됨에 따라 상기 응축기(200)를 통과하는 공기를 가열하는 난방원으로 작용된다. 상기 도 9에서, 상기 응축기(200)는 한 쌍의 헤더탱크, 상기 헤더탱크에 양단이 고정되는 튜브, 상기 튜브 사이에 개재되는 핀, 상기 팽창수단(300)으로 액상의 냉매만 공급되도록 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 기액분리기를 포함하는 예를 나타내었으나, 더욱 다양한 형태로 형성될 수 있다.

상기 팽창수단(300)(Expansion Valve)은 상기 응축기(200)로에서 토출된 고온 고압의 액상 냉매를 교축작용으로 급속히 팽창하여 저온 저압의 습포화 상태로 하여 상기 제2증발기(400)로 토출한다.

상기 제2증발기(400)(Evaporator)는 상기 팽창수단(300)에서 교축된 저압의 액상 냉매를 외기와 열교환하여 증발시킨 후, 상기 압축기(100)로 토출한다. 이 때, 응축기(200)는 상기 냉매가 증발됨에 따라 상기 제2증발기(400)를 통과하는 공기를 냉각하는 냉각원으로 작용된다. 상기 도 9에서, 상기 제2증발기(400)는 한 쌍의 헤더탱크, 상기 헤더탱크에 양단이 고정되는 튜브, 상기 튜브 사이에 개재되는 핀을 포함하는 예를 나타내었다.

즉, 냉매는 압축기(100)-응축기(200)-팽창수단(300)-제2증발기(400)를 순차적으로 순환하는 것으로, 각각의 구성은 배관(미도시)을 통해 연결될 수 있으며, 도 8 내지 도 16에서는 이들을 연결하는 배관은 나타내지 않았다.

상기 제2-1송풍부(500)는 공기가 상기 제2증발기(400)를 통과하여 냉각되도록 송풍하는 수단이며, 상기 제2-2송풍부(600)는 공기가 상기 응축기(200)를 통과하여 가열되도록 송풍하는 수단이다.

상기 토출덕트(700)는 상기 제2-1송풍부(500)를 통해 공급되는 냉각된 공기 및 상기 제2-2송풍부(600)를 통해 공급되는 가열된 공기가 이송되는 부분으로서, 이 때, 차량 실내의 탑승객 측으로는 개폐수단(800)에 의해 선택적으로 상기 제2-1송풍부(500)를 통해 공급되는 냉각된 공기 또는 상기 제2-2송풍부(600)를 통해 공급되는 가열된 공기가 이송된다. 상기 토출덕트(700)는 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 구체적인 형상은 아래에서 다시 설명한다.

이를 통해, 본 발명의 제2공조모듈(D2)은 하나의 냉매가 순환되는 사이클을 구성하는 전체가 냉방 및 난방을 수행하는 하나의 모듈을 형성함으로써 소형화가 가능하며, 차량 실내 온도를 용이하게 조절할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 제2공조모듈(D2)은 베이스부(900)가 더 구비될 수 있다. 상기 베이스부(900)는 상술한 제2공조모듈(D2)을 구성하는 압축기(100), 응축기(200), 팽창수단(300), 제2증발기(400), 제2-1송풍부(500), 제2-2송풍부(600) 및 토출덕트(700)들이 장착되는 부분으로서, 판형태로 형성될 수 있다. 상기 베이스부(900)는 상기 제2증발기(400)가 장착되고 상기 제2-1송풍부(500)의 작동에 의해 공기가 유입되도록 중공되는 제1장착공(910)이 형성되며, 상기 응축기(200)가 장착되고 상기 제2-2송풍부(600)의 작동에 의해 공기가 유입되도록 중공되는 제2장착공(920)이 형성된다. 상기 제1장착공(910) 및 제2장착공(920)은 각각 상기 제2증발기(400) 및 응축기(200)가 베이스부(900)에 장착될 수 있으면서도 공기가 유입될 수 있는 정도의 크기로 형성되어야 하며, 이 때, 공기가 용이하게 열교환(제2증발기(400)의 경우 냉각, 응축기(200)의 경우 가열)될 수 있도록, 상기 제1장착공(910)은 상기 제2증발기(400)의 코어부(튜브 및 핀 형성 영역)에 대응되는 크기 이상으로 형성되고, 상기 제2장착공(920)은 상기 응축기(200)의 코어부(튜브 및 핀 형성 영역)에 대응되는 크기 이상으로 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명의 제2공조모듈(D2)은 베이스부(900)에 다른 구성품들이 모두 장착됨으로써 소형화가 가능하며, 차량 내부에 어떤 곳이든 자유롭게 설치가 가능한 장점이 있다.

이 때, 상기 제2-1송풍부(500)는 유입측이 상기 제1장착공(910)을 감싸도록 상기 베이스부(900)에 고정되며 토출측이 상기 제1-1유입부(751) 및 제1-2유입부(752)를 감싸도록 상기 토출덕트(700)에 고정되며, 상기 제2-2송풍부(600)는 유입측이 상기 제2장착공(920)을 감싸도록 상기 베이스부(900)에 고정되며 토출측이 상기 제2-1유입부(753) 및 제2-2유입부(754)를 감싸도록 상기 토출덕트(700)에 고정된다. 상기 도 10에서, 상기 제2-1송풍부(500) 및 제2-2송풍부(600)는 크로스 플로우 팬(Cross flow fan) 형태가 이용된 예를 나타내었으나, 이 외에도 상기 제1장착공(910) 또는 제2장착공(920)으로부터 공기를 유입하여 상기 토출덕트(700) 측으로 공급할 수 있다면 더욱 다양한 형태가 이용될 수 있다.

상기 토출덕트(700)는 상기 제2증발기(400)를 통과하여 냉각된 공기 및 상기 응축기(200)를 통과하여 가열된 공기가 유입되어 상기 개폐수단(800)의 작동에 의해 선택적으로 탑승객 측으로 토출되도록 하는 부분으로서, 외부몸체(710), 제1격벽(720), 제1연통공(721) 및 제2연통공(722), 제2격벽(730) 및 제3격벽(740), 제1-1유입부(751) 및 제1-2유입부(752), 제2-1유입부(753) 및 제2-2유입부(754), 제1벤트(760), 및 제2벤트(770)를 포함하여 형성될 수 있다.

상기 외부몸체(710)는 상기 토출덕트(700)의 외형을 형성하는 부분이다.

상기 제1격벽(720)은 상기 외부몸체(710) 내부를 상측영역 및 하측영역으로 구획하는 부분이다.

상기 제1연통공(721) 및 제2연통공(722)은 상기 외부몸체(710)의 길이방향으로 상기 제1격벽(720)의 양측에 각각 상측영역과 하측영역을 연통하도록 중공되는 부분이다.

상기 제2격벽(730) 및 제3격벽(740)은 상기 제1연통공(721) 및 제2연통공(722) 사이의 상기 상측 영역을 상기 외부몸체(710)의 길이방향으로 구획하도록 형성되는 부분으로서, 상기 제2격벽(730) 및 제3격벽(740)은 상기 제1격벽(720)에 수직하게 형성된다. 이를 통해, 상기 외부몸체(710), 제1격벽(720) 내지 제3격벽(740)에 의해 형성되는 내부 공간에 제1공간부(711)를 형성하며, 상기 제1공간부(711)를 감싸는 "ㄷ"자 형태의 제2공간부(712)를 형성한다. 즉, 상기 제2공간부(712)는 상측영역에서, 상기 외부몸체(710)의 길이방향으로 양측인 상기 제1연통공(721) 및 제2연통공(722) 형성 영역과 하측영역을 의미한다.

상기 제1-1유입부(751) 및 제1-2유입부(752)는 상기 외부몸체(710)의 일정 영역이 중공되며, 상기 제2-1송풍부(500)의 토출측과 연결되어 냉각된 공기가 상기 제2격벽(730)에 의해 구획되는 제1공간부(711) 및 제2공간부(712)로 각각 유입되는 부분이며, 상기 제2-1유입부(753) 및 제2-2유입부(754)는 상기 외부몸체(710)의 일정 영역이 중공되며, 상기 제2-2송풍부(600)의 토출측과 연결되어 가열된 공기가 상기 제3격벽(740)에 의해 구획되는 제1공간부(711) 및 제2공간부(712)로 각각 유입되는 부분이다. 즉, 상기 제1-1유입부(751)는 상기 제2-1송풍부(500)의 작동에 의해 상기 제2증발기(400)를 통과하여 냉각된 공기가 상기 제1공간부(711)로 유입되는 부분이며, 상기 제1-2유입부(752)는 상기 제2-1송풍부(500)의 작동에 의해 상기 제2증발기(400)를 통과하여 냉각된 공기가 상기 제2공간부(712)로 유입되는 부분이다. 또한, 상기 제2-1유입부(753)는 상기 제2-2송풍부(600)의 작동에 의해 상기 응축기(200)를 통과하여 가열된 공기가 상기 제1공간부(711)로 유입되는 부분이며, 상기 제2-2유입부(754)는 상기 제2-2송풍부(600)의 작동에 의해 상기 응축기(200)를 통과하여 가열된 공기가 상기 제2공간부(712)로 유입되는 부분이다. 이 때, 상기 제1-1유입부(751) 및 제1-2유입부(752)는 서로 인접하게 위치되어 개별적으로 각각 중공될 수도 있고, 상기 외부몸체(710) 내부에서 상기 제2격벽(730)에 의해 구획되므로 상기 제1-1유입부(751) 및 제1-2유입부(752)가 연속적으로 하나가 중공된 형태일 수 있다. 또한, 상기 제2-1유입부(753) 및 제2-2유입부(754)는 서로 인접하게 위치되어 개별적으로 각각 중공될 수도 있고, 상기 외부몸체(710) 내부에서 상기 제3격벽(740)에 의해 구획되므로 상기 제2-1유입부(753) 및 제2-2유입부(754)가 연속적으로 하나가 중공된 형태일 수 있다. 상기 도 11은 상기 제1-1유입부(751) 및 제1-2유입부(752)가 하나로 중공된 형태이고, 상기 제2-1유입부(753) 및 제2-2유입부(754)가 하나로 중공된 형태를 나타내었다.

상기 제1벤트(760)는 상기 제1공간부(711)로 유입된 공기가 탑승객 측으로 공급되도록 상기 외부몸체(710)의 제1공간부(711)가 형성된 일정 영역이 중공되는 부분이며, 상기 제2벤트(770)는 상기 제2공간부(712)로 유입된 공기가 배출되도록 상기 외부몸체(710)의 제2공간부(712)가 형성된 일정 영역이 중공되는 부분이다.

다시 말해, 상기 토출덕트(700)는 상기 개폐수단(800)의 작동에 의해 상기 제2증발기(400)를 통과한 냉각된 공기 및 상기 응축기(200)를 통과한 가열된 공기 중 하나가 상기 제1공간부(711)로 유입되어 상기 제1벤트(760)를 통해 탑승객 측으로 이송되며, 나머지가 제2공간부(712)로 유입되어 상기 제2벤트(770)를 통해 배출된다.

이와 같은 토출덕트(700)의 내부 공기 흐름을 조절하는 수단이 개폐수단(800)이며, 상기 제1-1유입부(751) 및 제2-2유입부(754)를 개방하고 상기 제1-2유입부(752) 및 제2-1유입부(753)를 폐쇄하(냉방 모드)거나, 상기 제1-1유입부(751) 및 제2-2유입부(754)를 폐쇄하고 상기 제1-2유입부(752) 및 제2-1유입부(753)를 개방(난방 모드)한다. 더욱 상세하게, 상기 개폐수단(800)은 판부(810)와, 제1개방공(820)과, 제2개방공(830)을 포함할 수 있다.

상기 판부(810)는 상기 토출덕트(700)의 상측영역에 위치되어 상기 제1-1유입부(751), 제1-2유입부(752), 제2-1유입부(753) 및 제2-2유입부(754)를 폐쇄가능한 판 형태로 상기 토출덕트(700)의 길이방향으로 이동된다. 이 때, 상기 판부(810)에는 상기 제1-1유입부(751) 또는 제1-2유입부(752)를 개방하도록 중공되는 제1개방공(820) 및 상기 판부(810)의 일정 영역이 중공되어 상기 제2-1유입부(753) 또는 제2-2유입부(754)를 개방하도록 중공되는 제2개방공(830)이 형성된다. 즉, 상기 개폐수단(800)의 판부(810)는 일측 면이 상기 토출덕트(700)의 외부몸체(710) 내벽에 밀착되어 상기 제1-1유입부(751), 제1-2유입부(752), 제2-1유입부(753) 및 제2-2유입부(754)의 개폐를 조절한다.

본 발명의 제2공조모듈(D2)은 이 때, 상기 토출덕트(700) 내부에 상기 개폐수단(800) 판부(810)의 타면(상기 판부(810)의 외부몸체(710) 내벽에 밀착되는 일측의 반대면)을 지지하도록 밀착부(780)가 더 형성될 수 있다. 상기 밀착부(780)는 상기 제1-1유입부(751), 제1-2유입부(752), 제2-1유입부(753) 및 제2-2유입부(754)를 통한 공기의 유입을 방해하지 않는 크기로 형성되어야 함은 당연하다.

이 때, 상기 토출덕트(700)(외부몸체(710))는 상기 판형의 베이스부(900)에 구비되어 소형화가 가능하도록 "ㄱ"자 형태로 절곡형성될 수 있다. 즉, 상기 도 8 내지 도 16에 도시한 바와 같이, 상기 베이스부(900)의 이웃하는 두 변을 따라 상기 베이스부(900)의 일측 면에 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 토출덕트(700)의 절곡된 내측에 인접하여 상기 압축기(100), 응축기(200), 팽창밸브, 및 제2증발기(400)가 구비되고, 상기 토출덕트(700)의 외측 면에 상기 제1벤트(760) 및 제2벤트(770)가 형성되는 것이 바람직하다.

도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 제2공조모듈(D2)의 냉방 상태를 나타낸 도면이고, 도 15 및 도 16은 본 발명에 따른 제2공조모듈(D2)의 난방 상태를 나타낸 도면이다. 도 14 및 도 16에서, 상기 토출덕트(700)는 상측영역의 제1벤트(760)가 형성된 부분의 단면을 나타내었으며, 이해를 위하여 상기 제2-1송풍부(500) 및 제2-2송풍부(600)의 내부 구성은 나타내지 않았다. 상기 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2공조모듈(D2)은 냉방 시, 상기 개폐수단(800)의 제1개방공(820)이 상기 제1-1유입부(751)를 개방하고 상기 제2개방공(830)이 제2-2유입부(754)를 개방하며, 상기 판부(810)가 상기 제1-2유입부(752) 및 제2-1유입부(753)를 폐쇄하고, 이에 따라, 상기 제2증발기(400)를 통과하여 냉각된 공기가 상기 제1-1유입부(751), 제1공간부(711) 및 제1벤트(760)를 통해 탑승객 측으로 이송되고, 상기 응축기(200)를 통과하여 가열된 공기가 상기 제2-2유입부(754), 제2공간부(712) 및 제2벤트(770)를 통해 차량 외부로 배출된다. 또한, 상기 도 15 및 도 16에 도시한 바와 같이, 난방 시, 상기 개폐수단(800)의 판부(810)가 상기 제1-1유입부(751) 및 제2-2유입부(754)를 폐쇄하고, 상기 제1개방공(820)이 상기 제1-2유입부(752)를 개방하며, 상기 제2개방공(830)이 상기 제2-1유입부(753)를 개방함에 따라 상기 제2증발기(400)를 통과하여 냉각된 공기가 상기 제1-2유입부(752), 제2공간부(712) 및 제2벤트(770)를 통해 차량 외부로 배출되고, 상기 응축기(200)를 통과하여 가열된 공기가 상기 제2-1유입부(753), 제1공간부(711) 및 제1벤트(760)를 통해 탑승객 측으로 이송된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 차량용 공조장치(1000)는 상기 제1공조모듈(D1) 및 제2공조모듈(D2)을 포함하는 것으로서, 상기 제1공조모듈(D1)과는 개별적인 시스템을 갖는 즉, 별도의 냉매가 순환되는 독립적인 장치인 제2공조모듈(D2)을 이용한다. 즉, 상기 제2공조모듈(D2)은 상기 제1공조모듈(D1)의 제1증발기(1300)로 냉매를 공급하는 배관과 연결되지 않는 것으로, 차량 내부의 다양한 위치에 장착될 수 있는 장점이 있다. 특히, 종래의 공조장치에 후방 증발기를 더 추가한 것과 대비하여 볼 때, 본 발명의 차량용 공조장치(1000)는 냉매를 이송하기 위한 구성이 필요치 않아 조립성을 보다 높일 수 있으며, 냉매 충진량을 줄일 수 있고, 이에 따라 제조원가를 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 제2공조모듈(D2)은 상기 제1공조모듈(D1)과는 개별적으로 작동 가능한 것으로서, 둘 중 하나에 문제가 발생되더라도 나머지 하나에는 영향을 끼치지 않아 차량 실내의 온도를 적절히 유지하는 능력을 보다 확보할 수 있다.

특히, 본 발명의 차량용 공조장치(1000)는 제2공조모듈(D2)이 독립적인 장치로서, 개별제어가 가능함에 따라, 탑승객이 차량으로부터 상기 제2공조모듈(D2)을 탈착 및 장착가능하여 차량 외부에서 온도 조절이 필요한 경우, 차량으로부터 탈착하여 차량 외부에서 이용할 수 있다. 이 때, 본 발명에서, 상술한 "탑승객 측"으로의 의미는 차량 외부에서 이용할 경우 상기 제2공조모듈(D2)을 이용하는 "사용자 측"으로 해석될 수 있으며, 그 방향은 상기 제1벤트(760)를 통해 공기가 토출되는 측이다. 외부 활동 시, 차량 외부에서 공조가 필요한 경우, 상기 제2공조모듈(D2)은 차량의 배터리(B) 또는 외부 전원을 이용하여 작동될 수 있다. 도 6에서, 상기 제2공조모듈(D2)이 차량 전측에 위치되는 예를 나타내었으나, 상기 제2공조모듈(D2)은 차량 실내에서 탈착이 가능한 다양한 위치에 장착될 수 있더, 그 예로서, 글로브박스(Glove box), 콘솔박스(Console box), 뒷좌석과 뒷유리 사이의 공간, 및 차량 바닥부분 등을 예로 들 수 있으며, 이에 한정되지 않고 본 발명의 냉난방 모듈(D)이 장착될 수 있는 공간을 형성할 수 있다면 더욱 다양한 위치에 장착될 수 있다. 본 발명의 배터리 공조 모듈(D)은 차량의 메인제어시스템에 의해 제어될 수도 있고, 또, 이와는 독립적으로 제어될 수 있다. 즉, 본 발명의 배터리 공조 모듈(D)은 차량 실내 공조를 담당하는 경우 및 차량 외부에서 이용하는 경우 모두 차량 실내 공조를 제어하는 메인제어시스템과는 개별적으로 작동 가능하다.

아래에서, 상술한 바와 같은 제2공조모듈(D2)을 이용하여 차량 실내 공조를 담당하는 경우의 제어 방법을 설명한다. 도 17 및 도 18은 본 발명에 따른 차량용 공조장치(A) 제어 방법을 나타낸 도면이다. 본 발명의 차량용 공조장치(A) 제어 방법은 상술한 바와 같은 차량용 공조장치(A)를 제어하는 방법으로서, 입력 단계(S10), 제1공조모듈 작동 단계(S20), 제1공조모듈(D1) 작동 단계제1공조모듈(D1) 작동 단계, 제2판단 단계(S40) 및 제2공조모듈 작동 단계(S40)를 포함한다.

상기 입력 단계(S10)는 입력부(I)를 통해 차량 실내의 목표온도가 입력되는 단계이다.

상기 제1공조모듈 작동 단계(S20)는 상기 입력 단계(S10)가 수행되면 주된 공조장치인 상기 제1공조모듈(D1)이 작동되는 단계이다.

상기 제1판단 단계(S30) 및 제2판단 단계(S40)는 제2공조모듈(D2)의 작동을 판단하기 위하여 수행되는 단계들로서, 상기 제1판단 단계(S30)는 온도센서(T)를 통해 측정된 실내온도가 제한온도 구간에 포함되는지 확인하는 단계이다. 상기 제한온도 구간은 제2공조모듈(D2)의 작동에 의해 공조가능한 설정된 범위로서, 상기 제한온도 구간은 특정한 온도 구간일 수도 있고, 목표온도에서 특정한 온도를 뺀 값 이상 내지 특정한 온도를 더한 값 이하일 수도 있다.

상기 제2판단 단계(S40)는 상기 제1판단 단계(S30)에서 상기 실내온도가 제한온도 구간에 포함되면, 상기 실내온도와 목표온도의 차가 설정온도 이상인지 판단하는 단계이다.

상기 제2공조모듈 작동 단계(S40)는 상기 제2판단 단계(S40)에서, 상기 실내온도와 목표온도의 차이가 설정온도 이상이면, 상기 제2공조모듈(D2)이 작동된다.

즉, 상기 제1판단 단계(S30)는 제2공조모듈(D2)이 배터리(B)에 의해 작동됨에 따라 배터리(B)를 방전하지 않을 정도인지 확인하는 단계이며, 상기 제2판단 단계(S40)는 제2공조모듈(D2)의 작동에 의해 차량 실내의 냉방 또는 난방이 필요한지를 확인하는 단계이다.

도 19는 본 발명에 따른 차량용 공조장치(A) 제어 방법을 나타낸 다른 도면으로, 본 발명의 차량용 공조장치(A) 제어 방법은 배터리 충전량 확인 단계(S50)를 더 포함할 수 있다.

상기 배터리 충전량 확인 단계(S50)는 상기 배터리(B)의 충전량을 확인하는 단계로서, 배터리(B)의 충전량이 특정값 이상일 경우에만 상기 제2공조모듈(D2)을 작동할 수 있어 더욱 확실하게 배터리(B)의 방전을 방지할 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

A : 차량용 공조장치
D1 : 제1공조모듈
1100 : 공조케이스
1101, 1102, 1103 : 벤트
1101d, 1102d, 1103d : 도어
1200 : 제1송풍부
1300 : 제1증발기
1400 : 히터코어
1500 : 템프도어
2100 : 제1제어부
2200 : 제2제어부
D2 : 제2공조모듈
100 : 압축기
200 : 응축기
300 : 팽창수단
400 : 제2증발기
500 : 제2-1송풍부
600 : 제2-2송풍부
700 : 토출덕트 710 : 외부몸체
711 : 제1공간부 712 : 제2공간부
720 : 제1격벽 721 : 제1연통공
722 : 제2연통공
730 : 제2격벽
740 : 제3격벽
751 : 제1-1유입부 752 : 제1-2유입부
753 : 제2-1유입부 754 : 제2-2유입부
760 : 제1벤트
770 : 제2벤트
780 : 밀착부
800 : 개폐수단
810 : 판부 820 : 제1개방공
830 : 제2개방공
900 : 베이스부 910 : 제1장착공
920 : 제2장착공
B : 배터리
I : 입력부
T : 온도센서

Claims

각각의 도어에 의해서 개도가 조절되는 메인벤트가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스 내부로 공기를 송풍하는 제1송풍부와, 상기 공조케이스 내부에 구비되는 제1증발기 및 히터코어와, 상기 공조케이스 내부에서 제1증발기를 통과한 공기가 상기 히터코어를 통과함을 조절하는 템프도어를 포함하는 제1공조모듈; 및
상기 제1공조모듈과 독립적인 냉매 사이클을 형성하도록 냉매를 흡입하여 압축시키는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 교축시키는 팽창수단과, 상기 팽창수단을 통해 공급된 냉매를 증발시키는 제2증발기와, 공기가 상기 제2증발기를 통과하여 냉각되도록 송풍하는 제2-1송풍부와, 공기가 상기 응축기를 통과하여 가열되도록 송풍하는 제2-2송풍부와, 개폐수단에 의해 선택적으로 상기 제2-1송풍부 및 제2-2송풍부를 통해 공급되는 공기가 탑승객 측으로 이송되는 토출덕트를 포함하는 제2공조모듈을 포함하고,
상기 토출덕트는,
외부몸체;
상기 외부몸체 내부를 상측영역 및 하측영역으로 구획하는 제1격벽;
상기 외부몸체의 길이방향으로 상기 제1격벽의 양측에 각각 상측영역과 하측영역을 연통하도록 중공되는 제1연통공 및 제2연통공;
상기 제1연통공 및 제2연통공 사이의 상기 상측영역을 상기 외부몸체의 길이방향으로 구획하여 그 내부에 제1공간부를 형성하며, 상기 제1공간부를 감싸는 "ㄷ"자 형태의 제2공간부를 형성하는 제2격벽 및 제3격벽;
상기 외부몸체의 일정 영역이 중공되며, 상기 제2-1송풍부의 토출측과 연결되어 냉각된 공기가 상기 제2격벽에 의해 구획되는 제1공간부 및 제2공간부로 각각 유입되는 제1-1유입부 및 제1-2유입부;
상기 외부몸체의 일정 영역이 중공되며, 상기 제2-2송풍부의 토출측과 연결되어 가열된 공기가 상기 제3격벽에 의해 구획되는 제1공간부 및 제2공간부로 각각 유입되는 제2-1유입부 및 제2-2유입부;
상기 제1공간부로 유입된 공기가 탑승객 측으로 공급되도록 상기 외부몸체의 일정 영역이 중공되는 제1벤트;
상기 제2공간부로 유입된 공기가 배출되도록 상기 외부몸체의 일정 영역이 중공되는 제2벤트를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제1항에 있어서,
상기 차량용 공조장치는 상기 제1공조모듈을 제어하는 제1제어부 및 상기 제2공조모듈을 제어하는 제2제어부를 포함하고, 상기 제2공조모듈이 배터리와 연결되어 필요한 전력을 공급받으며, 상기 제1제어부 및 제2제어부에 의해 상기 제1공조모듈 및 제2공조모듈이 각각 개별적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제1항에 있어서,
상기 제2공조모듈은 상기 압축기, 응축기, 팽창수단, 제2증발기, 제2-1송풍부, 제2-2송풍부 및 토출덕트가 판형의 베이스부에 구비되며,
상기 베이스부에는 상기 제2증발기가 장착되고 상기 제2-1송풍부의 작동에 의해 공기가 유입되는 제1장착공 및 상기 응축기가 장착되고 상기 제2-2송풍부의 작동에 의해 공기가 유입되는 제2장착공이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
삭제
제3항에 있어서,
상기 제2공조모듈은 상기 베이스부의 상측에 상기 토출덕트가 "ㄱ"자 형태로 절곡형성되며, 상기 토출덕트의 절곡된 내측에 인접하여 상기 압축기, 응축기, 팽창밸브, 및 제2증발기가 구비되고, 상기 토출덕트의 외측 면에 상기 제1벤트 및 제2벤트가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제3항에 있어서,
상기 개폐수단은 상기 제1-1유입부 및 제2-2유입부를 개방하고 상기 제1-2유입부 및 제2-1유입부를 폐쇄하거나,
상기 제1-1유입부 및 제2-2유입부를 폐쇄하고 상기 제1-2유입부 및 제2-1유입부를 개방하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제6항에 있어서,
상기 제2공조모듈은 상기 상측영역에 상기 토출덕트의 길이방향으로 상기 제1-1유입부 및 제1-2유입부가 서로 인접하게 위치되며, 상기 제2-1유입부 및 제2-2유입부가 서로 인접하게 위치되고,
상기 개폐수단이 상기 토출덕트의 상측영역에 위치되는 판형태로 상기 토출덕트의 길이방향으로 이동되는 판부와, 상기 판부의 일정 영역이 중공되어 상기 제1-1유입부 또는 제1-2유입부를 개방하도록 중공되는 제1개방공과, 상기 판부의 일정 영역이 중공되어 상기 제2-1유입부 또는 제2-2유입부를 개방하도록 중공되는 제2개방공을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제7항에 있어서,
상기 제2공조모듈은 상기 개폐수단의 판부 일면이 상기 토출덕트의 내벽에 밀착되고, 상기 개폐수단의 판부 타면이 밀착되도록 상기 제1격벽으로부터 연장되는 밀착부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제8항에 있어서,
상기 제2공조모듈은,
냉방 시 상기 개폐수단의 제1개방공이 상기 제1-1유입부를 개방하고 상기 제2개방공이 제2-2유입부를 개방하며 상기 판부가 상기 제1-2유입부 및 제2-1유입부를 폐쇄함에 따라 상기 제2증발기를 통과하여 냉각된 공기가 상기 제1-1유입부, 제1공간부 및 제1벤트를 통해 탑승객 측으로 이송되고 상기 응축기를 통과하여 가열된 공기가 상기 제2-2유입부, 제2공간부 및 제2벤트를 통해 차량 외부로 배출되며,
난방 시 상기 개폐수단의 판부가 상기 제1-1유입부 및 제2-2유입부를 폐쇄하고 상기 제1개방공이 상기 제1-2유입부를 개방하며 상기 제2개방공이 상기 제2-1유입부를 개방함에 따라 상기 제2증발기를 통과하여 냉각된 공기가 상기 제1-2유입부, 제2공간부 및 제2벤트를 통해 차량 외부로 배출되고 상기 응축기를 통과하여 가열된 공기가 상기 제2-1유입부, 제1공간부 및 제1벤트를 통해 탑승객 측으로 이송되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제3항에 있어서,
상기 제2-1송풍부는 유입측이 상기 제1장착공을 감싸도록 상기 베이스부에 고정되며 토출측이 상기 제1-1유입부 및 제1-2유입부를 감싸도록 상기 토출덕트에 고정되며,
상기 제2-2송풍부는 유입측이 상기 제2장착공을 감싸도록 상기 베이스부에 고정되며 토출측이 상기 제2-1유입부 및 제2-2유입부를 감싸도록 상기 토출덕트에 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제10항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서,
상기 차량용 공조장치는 상기 제2공조모듈이 탑승객이 차량으로부터 탈착 및 장착가능한 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제10항에 있어서,
상기 제2공조모듈은 독립적으로 제어가능한 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제2항 내지 제3항 및 제5항 내지 제10항 중 선택되는 어느 한 항에 의한 차량용 공조장치의 제어 방법에 있어서,
입력부를 통해 차량 실내의 목표온도가 입력되는 입력 단계;
상기 제1공조모듈이 작동되는 제1공조모듈 작동 단계;
온도센서를 통해 측정된 실내온도가 제한온도 구간에 포함되는지 확인하는 제1판단 단계;
상기 제1판단 단계에서 상기 실내온도가 제한온도 구간에 포함되면, 상기 실내온도와 목표온도의 차가 설정온도 이상인지 판단하는 제2판단 단계; 및
상기 제2판단 단계에서, 상기 실내온도와 목표온도의 차이가 설정온도 이상이면, 상기 제2공조모듈이 작동되는 제2공조모듈 작동 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어 방법.
제13항에 있어서,
상기 차량용 공조장치 제어 방법은 상기 배터리 충전량을 확인하는 배터리 충전량 확인 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어 방법.