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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klimatisierung des Innenraumes
eines Fahrzeuges mit mindestens einem Antriebsmotor und einer Einrichtung
zum automatischen Abschalten des Antriebsmotors bei vorliegenden
Stoppbedingungen und/oder zum automatischen Starten des Antriebsmotors
bei vorliegenden Startbedingungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Klimatisierung
des Innenraumes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
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In
der
DE 103 53 505
B4 wird ein Verfahren zur Klimatisierung des Innenraumes
eines Kraftfahrzeuges umfassend ein Gebläse zur Innenraumklimatisierung
und eine Start-Stoppeinrichtung beschrieben. Mittels der Start-Stoppeinrichtung
wird der Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs beim Anhalten des Kraftfahrzeugs
in Abhängigkeit von vorliegenden Stoppbedingungen automatisch
abgeschaltet und anschließend bei Vorliegen von bestimmten
Startbedingungen automatisch gestartet, wobei bei automatischer
Abschaltung des Antriebsmotors das Gebläse zur Innenraumklimatisierung
automatisch aktiviert wird, bzw. automatisch aktiviert bleibt, und
wobei das Gebläse mit einer aufgrund der vorliegenden Restkältekapazität
oder Restwärmekapazität ermittelten Gebläsestärke
für den Zustand bei ausgeschaltetem Antriebsmotor betrieben
wird.
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Dem
Verfahren und der Vorrichtung zur Einstellung der Gebläsestärke
eines Gebläses zur Innenraumklimatisierung geht die Grundidee
voraus, dass in Kraftfahrzeugen mit einer Start-Stopp-Einrichtung
im Stopp-Betrieb der Fahrzeugführer bzw. die Insassen des
Fahrzeugs im Stoppbetrieb, also nach Ausschalten des Antriebsmotors,
nicht auf Komfort verzichten möchte. Die Aufgabe der Erfindung
besteht darin, den Komfort zu gewährleisten, ohne eine
Batterieentladung zu verursachen.
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Die
Lösung der Aufgabe wird durch die unabhängigen
Patentansprüche 1 und 12 erreicht. Weitere vorteilhafte
Ausführungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist
bei einem Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeugs mit einem
Gebläse zur Innenraumklimatisierung vorgesehen, dass bei
eingeschaltetem Gebläse und vorliegenden Stoppbedingungen
und daraus resultierendem Abschalten des Antriebsmotors des Fahrzeugs,
die Gebläsestärke auf einen von der eingestellten
Gebläsestärke abhängigen Wert eingestellt
und mit diesem Wert betrieben wird.
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Besonders
erfinderisch ist es, dass die Gebläsestärke nicht
verändert wird, wenn das Gebläse mit einer Gebläsestärke
unterhalb des konstanten, von der Gebläsestärke
abhängigen Wertes liegt.
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Der
von der Gebläsestärke abhängige Wert der
Gebläsestärke wird erfinderisch so bestimmt, dass
er von mindestens einer Umweltbedingung wie beispielsweise der Außentemperatur,
der Luftfeuchte außen, bzw. im Fahrzeug, der Innentemperatur,
usw. abhängt.
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Es
ist besonders erfinderisch, dass der Wert der Gebläsestärke
im Kühlbetrieb der Heiz- und/oder Kühleinrichtung,
die beispielsweise eine Klimaanlage ist, ein anderer ist, als im
Heizbetrieb. Der Kühl- oder Heizbetrieb kann zum einen
z. B. durch eine Außentemperatur festgelegt werden, die
als Schwellwert die erfinderischen Gebläsestärkenunterschiede
definiert. Zum anderen kann der Heiz- bzw. Kühlbetrieb durch
einen Parameter festgelegt werden, der aus einer Vielzahl von Variablen
wie z. B. der Außentemperatur und dem voreingestellten
Wert der gewünschten Innenraumtemperatur und dem Verhältnis
der gemessenen Innenraumtemperatur zur voreingestellten Innenraumtemperatur
bestimmt wird. Es sind auch andere Kombinationen von Messwerten
und/oder Variablen denkbar, die zu einem Parameter führen
oder einer Mehrzahl von Parametern, die den Kühl bzw. Heizbereich
beschreiben, um dadurch den Wert der Gebläsestärke
bestimmen zu können.
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Für
den erfinderischen voreingestellten Wert der Gebläsestärke
wird vorteilhafterweise die elektrische Spannung verwendet. Die
elektrische Spannung und somit die Gebläsestärke
wird vom Fahrzeugführer über eine Bedieneinrichtung
geregelt. Eine niedrige Spannung bedeutet eine niedrige Gebläsestärke,
eine hohe Spannung eine hohe Gebläsestärke. In
einem elektrischen Spannungsbereich kann die Gebläsestärke
also variabel eingestellt werden.
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Der
Komfort für den Fahrer wird erfinderisch verbessert, wenn
im Kühlbetrieb eine höhere elektrische Spannung
für die Gebläsestärke bei ausgeschaltetem
Antriebsmotor im Start-Stoppbetrieb vorliegt, als im Heizbetrieb.
Idealerweise wird die elektrische Spannung für die Gebläsestärke
im Kühlbetrieb im Bereich von ca. 3 Volt bis ca. 6 Volt,
vorzugsweise bei 5 Volt eingestellt. Im Heizbetrieb ist der vorteilhafte
Bereich des Wertes zwischen ca. 2 Volt bis ca. 5 Volt, vorzugsweise
4 Volt.
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Zur
Einstellung der Gebläsestärke kann natürlich
auch der durch das Gebläse hervorgerufene Volumenstrom
der Luft oder die Drehzahl des Gebläses verwendet werden.
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Der
Kühlbetrieb und/oder Heizbetrieb in einem Fahrzeug kann
z. B. durch die eingestellte Innenraumtemperatur definiert werden.
Unterhalb einer eingestellten Temperatur im Steuergerät
ist der erfindungsgemäße Wert für die
Gebläsestärke ein anderer, als z. B. oberhalb
der Tempera tur. Idealerweise wird der Kühlbetrieb bzw.
Heizbetrieb aber durch einen Parameter bestimmt, der sich aus einer Vielzahl
von Umweltbedingungen ergibt. Auf die detaillierte Bestimmung dieses
Parameters zur Definition des Kühlbetriebes und/oder Heizbetriebes
wird hier nicht weiter eingegangen. Es soll jedoch erwähnt werden,
dass Einflussgrößen wie die Außentemperatur
und die vom Fahrzeugführer eingestellte Temperatur, usw.
für diesen Parameter verwendet werden, bzw. verwendet werden
können.
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Nach
dem Vorliegen von Startbedingungen zum Wiederstart des Antriebsmotors,
wird erfindungsgemäß die Gebläsestärke
auf den Wert eingestellt, den es vor dem Abschalten des Antriebsmotors bei
Vorliegen von Stoppbedingungen hatte. War der Wert der Gebläsestärke
kleiner als der voreingestellte Wert, so bleibt die Gebläsestärke
konstant, wird also nicht verändert. Die Veränderung
der Gebläsestärke nach dem Wiederstart des Antriebsmotors kann
simultan mit dem Wiederstart aber auch zeitversetzt erfolgen.
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In
einem besonders erfinderischen Merkmal werden die Umweltbedingungen
auch in der Stopp-Phase bei ausgeschaltetem Antriebsmotor ständig
erfasst und ausgewertet, damit zum Beispiel bei einer veränderten
Innenraumtemperatur nach Wiederstart die Gebläsestärke
an diese veränderte Umweltbedingung angepasst wird.
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Es
ist besonders vorteilhaft, wenn bei Überschreiten eines
Schwellwertes, der z. B. in Abhängigkeit vom Automatikmodus
einer Klimaanlage definiert ist und zu dem jeweils eine bestimmte
Gebläsestärke eingestellt ist, ein automatisches
Abschalten des Antriebsmotors nicht vorgenommen wird.
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Weiterhin
vorteilhaft ist es, wenn ein Schwellwert im Stoppbetrieb vorliegt,
der ebenfalls von der Gebläsestärke im Automatikbetrieb
abhängt, bei dessen Überschreiten das Wiederstarten
des Antriebsmotors vorgenommen wird. Erhöht beispielsweise der
Fahrer im Stoppbetrieb die Gebläsestärke und überschreitet
einen bestimmten Wert der Gebläsestärke, schaltet
sich der Antriebsmotor wieder ein.
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Es
ist weiterhin vorteilhaft, dass beim Wiederstart des Antriebsmotors
die Ansteuerung von Warnleuchten unterdrückt wird. Dies
ist ebenfalls ein Komfortgewinn für den Fahrzeugführer,
da er sich auf den Verkehr konzentrieren kann und nicht durch das kurzzeitige
Anzeigen der Warnleuchten abgelenkt wird, so wie es im regulären
Motorstart geschieht, wenn keine Start-Stoppbedingung vorliegt.
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Das
erfinderische Verfahren ist besonders vorteilhaft für den
Einsatz in einem Hybridfahrzeug, also einem Fahrzeug, das aus einer
Kombination von mindestens zwei Antriebsmotoren betrie ben wird, bzw.
für einen Antriebsmotor mehrere Energiequellen hat. Ein
Antriebsmotor ist beispielsweise ein Verbrennungsmotor, der andere
Antriebsmotor beispielsweise ein Elektromotor. In einem Parallelhybridfahrzeug
kann der Elektromotor auch als Generator verwendet werden. Die Klimaanlage
wird beispielsweise mit einem elektrischen Kompressor betrieben,
der seine Energie von der Batterie bekommt, die mit dem Generator
geladen wird, bzw. geladen werden kann. Ein Klimakompressor arbeitet
beispielsweise im Leistungsbereich von ca. 800 bis ca. 9.000 U/min.
Erfinderisch wird diese Leistung im Stopp-Betrieb auf einen Wert
begrenzt, der zum Beispiel ca. 5.000 U/min beträgt. Der
Vorteil besteht darin, dass die Klimaanlage auf diese Weise im Stopp-Betrieb
betrieben werden kann oder betrieben wird, ohne dass die Batterie übermäßig
an Leistung verbraucht und nicht mehr für diese Funktion
einsatzbereit ist.
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Weiter
wird erfindungsgemäß der Verbrennungsmotor eingeschaltet,
um den Elektromotor als Generator zu betreiben, wenn der Ladezustand
der Batterie im Stopp-Betrieb einen bestimmten Wert unterschreitet.
Mit dem Generator wird die Batterie geladen und der elektrische
Klimakompressor ist somit wieder betreibbar bzw. kann wieder betrieben
werden. Ein weiterer Einsatz dieses erfinderischen Verfahrens ist
in einem seriellen Hybrid oder anderen Hybridfahrzeugen möglich.
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Besonders
erfinderisch ist eine Vorrichtung zur Klimatisierung des Innenraumes
eines Fahrzeuges mit mindestens einem Antriebsmotor und einer Einrichtung
zum automatischen Abschalten des Antriebsmotors bei vorliegenden
Stoppbedingungen und/oder zum automatischen Starten des Antriebsmotors
bei vorliegenden Startbedingungen, wobei mindestens ein Gebläse
zur Innenraumklimatisierung und eine Einrichtung zur Steuerung der
Gebläsestärke vorgesehen ist wobei die Einrichtung
zur Steuerung der Gebläsestärke derart ausgebildet
ist, dass die Gebläsestärke des eingeschalteten
Gebläses bei automatischer Abschaltung des Antriebsmotors
bei vorliegenden Stoppbedingungen auf einen von der eingestellten
Gebläsestärke abhängigen Wert eingestellt
und mit diesem Wert betrieben wird.
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Es
ist besonders vorteilhaft, wenn die Vorrichtung zur Gebläsesteuerung
in einem Hybridfahrzeug den Ladezustand der Batterie ermittelt.
Mit dieser Information kann bei Unterschreitung eines Wertes des
Ladezustandes der Batterie im Stoppbetrieb der Verbrennungsmotor
gestartet und der Generator betrieben werden. Dieser lädt
die Batterie um den elektrischen Kompressor wieder zu betreiben.
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Bevorzugte
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand
der Zeichnung erläutert.
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1:
Schaubild zur Veränderung der Gebläsestärke
eines Gebläses in einem Fahrzeug mit einer Start-Stoppeinrichtung
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2:
Schaubild zur Darstellung eines Automatikbetriebes einer Klimaanlage
bzw. einer Heiz und/oder Kühleinrichtung in einem Fahrzeug
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3:
Schaubild zur Veränderung der Gebläsestärke
eines Gebläses in einem Fahrzeug mit einer Start-Stoppeinrichtung
sowie Hinweis auf die Unterschiede für den Heiz- und/oder
Kühlbetrieb.
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In
einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel zeigt 1 die
Anpassung der Gebläsestärke eines Gebläses
zur Innenraumklimatisierung in einem Fahrzeug mit einer Start-Stoppeinrichtung.
Ist das Gebläse vor einer Start-Stoppbedingung ausgeschaltet,
so bleibt dieser Zustand bei Vorliegen von Start-Stoppbedingungen
erhalten.
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Bei
einem eingeschalteten Gebläse mit einer Gebläsestärke
A, die beispielsweise 6 Volt beträgt, und einem Heizbetrieb
der Klimaanlage, beträgt der abhängige Wert von
dieser Gebläsestärke B beispielsweise 4 Volt,
und wird bei Vorliegen von Stoppbedingungen 1 auf diesen
Wert geregelt.
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Ein
Heizbetrieb liegt beispielsweise im Winter vor, wenn der Fahrzeugführer
einen warmen Innenraum wünscht. In 1 wird die
Gebläsestärke unmittelbar von 6 Volt auf 4 Volt
gesenkt. Es ist aber auch im Sinne der Erfindung, dass die Gebläsestärke sich
rampenförmig von A nach B verändert, indem die
Gebläsestärke nicht unmittelbar sondern kontinuierlich über
eine festgelegten Zeitraum von A nach B geregelt wird. Bei vorliegenden
Startbedingungen 2 in der Start-Stoppeinrichtung des Fahrzeugs
wird die Gebläsestärke unmittelbar von B auf den
ursprünglichen Zustand A erhöht. Dieser Vorgang
kann wiederum im Sinne der Erfindung rampenförmig geschehen,
so dass über einen festgelegten Zeitraum die Erhöhung
kontinuierlich von B nach A vorgenommen wird.
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Zum
Zeitpunkt 1 in 1, d. h. wenn bei vorliegenden
Stoppbedingungen der Antriebsmotor automatisch ausgeschaltet wird,
wird erfindungsgemäß eine Drosseleinrichtung zur
Veränderung des Gebläsevolumenstromes betätigt
und die Drosselklappe beispielsweise mit einem Elektromotor geöffnet,
so dass ein großer Volumenstrom an der Frontscheibe entlang
strömt, um auf diese Weise ein Beschlagen der Scheibe zu
vermeiden. Die Betätigung der Drosselklappe kann ebenfalls
langsam oder schnell erfolgen und ist abhängig von Einstellungen
in der Defrosteinrichtung (Einrichtung zur Vermeidung von Scheibenbeschlag).
Der Winkel der Öffnung der Drosselklappe ist ebenfalls
von der Luftfeuchtigkeit im Innenraum abhängig. Diese kann
durch einen entsprechenden Sensor im Innenraum des Fahrzeugs oder aber
auch durch einen Sensor am Verdampfer der Klimaanlage bestimmt werden.
Sollte in dem Fahrzeug kein Feuchtigkeitssensor vorliegen, besteht
die Möglichkeit, die zu erwartende Feuchtigkeit zum Beispiel
durch einen Regensensor abzuschätzen. Der Regensensor ermittelt
die Tröpfchenhäufigkeit (Schnee oder Nebel oder
Regen) pro Fläche und ermöglicht durch einen Vergleich
mit abgelegten Erfahrungswerten in einer Verarbeitungseinheit, eine
Abschätzung der zu erwartenden Luftfeuchtigkeit. Ist die
zu erwartende bzw. aktuelle Luftfeuchtigkeit hoch, wird die Drosselklappe
auf den maximalen Wert geöffnet. Bei niedrigeren Luftfeuchtigkeiten
wird gemäß der Auswertung in der Verarbeitungseinrichtung
ein niedriger Wert eingestellt.
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Zum
Zeitpunkt 2 in 1, d. h. wenn bei vorliegenden
Startbedingungen der Antriebsmotor automatisch eingeschaltet wird,
wird erfindungsgemäß die Drosselklappe wieder
in den ursprünglichen Zustand vor Vorliegen einer Stoppbedingung
versetzt. Erfindungsgemäß wird die bestimmte,
bzw. zu erwartende Luftfeuchtigkeit im Innenraum kontinuierlich bestimmt,
so dass der Öffnungswinkel der Drosselklappe auch in Abhängigkeit
der Luftfeuchtigkeit nach vorliegenden Startbedingungen eingestellt
wird. Es ist weiterhin erfinderisch, dass die Drosselklappe zeitversetzt
betätigt wird. Nach Wiederstart des Antriebsmotors wird
sie zum Beispiel nach 20 Sekunden betätigt. Dies hat den
Vorteil, dass zunächst der Volumenstrom in den Innenraum
des Fahrzeugs in Richtung des Fahrzeugführers strömt,
um seinen Komfort somit zu erhöhen. Im Sinne der Erfindung
ist auch, dass die Warnleuchten im Kombiinstrument des Fahrzeugs
nach dem automatischen Wiederstart des Antriebsmotors 2 nicht
aufleuchten, um den Fahrer nicht abzulenken. Das Aussetzen der Warnleuchten
erfolgt über einen kurzen festgelegten Zeitraum, so dass
bei Vorliegen einer Warnsituation diese dann auch angezeigt wird.
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In 1 ist
ein weiteres erfinderisches Ausführungsbeispiel dargestellt.
Wird das Gebläse vor Vorliegen einer Stoppbedingung für
das automatische Abschalten des Antriebsmotors mit einer Gebläsestärke
C betrieben, die unterhalb der des Wertes der Gebläsestärke
B für den Stoppbetrieb liegt, so wird diese Gebläsestärke
C nicht verändert. In diesem Ausführungsbeispiel
wird die Drosselklappe ebenfalls nicht verändert. Es ist
aber auch im Sinne der Erfindung, dass die Drosselklappe gemäß der
gemessenen bzw. zu erwartenden Luftfeuchtigkeit im Innenraum und/oder
am Verdampfer betätigt wird, um ein Beschlagen der Scheibe
zu vermeiden.
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2 zeigt
eine Einstellung für eine Klimaanlage in einem Fahrzeug
mit Automatikbetrieb 4. Die Gebläsestärke 5 wird
bei Aktivierung des Automatikbetriebes selbständig über
eine Einrichtung wie beispielsweise einem Steuergerät eingestellt.
Diese Gebläsestärke im Automatikbetrieb ist ebenfalls
von der eingestellten Innenraumtemperatur abhängig. Befindet
sich das Fahrzeug im Stoppbetrieb wird die Gebläsestärke
auf einen Wert gesenkt. Erhöht der Fahrer diese Gebläsestärke 5 zum
Beispiel um mindestens 3 Skalenwerte, wird der Antriebsmotor erfinderisch
wieder gestartet, damit ausreichend elektrische Leistung für
die Gebläsestärke gegeben ist.
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3 zeigt
den erfinderischen Wert für die Gebläsestärke
in Abhängigkeit von der eingestellten Gebläsestärke
für eine Klimaanlage mit Automatikbetrieb. Dieser Wert
der Gebläsestärke ist von einem Parameter abhängig,
der aus bestimmten Umweltbedingungen wie z. B. der eingestellten
Innenraumtemperatur und zum Beispiel der gemessenen Außentemperatur
ermittelt wurde. Diese Korrelationen sind z. B. in einem Steuergerät
der Klimaanlage abgelegt. Fährt der Fahrer des Fahrzeugs
im Automatikbetrieb der Klimaanlage ergibt sich in Abhängigkeit
von Parametern ein Verlauf für die Gebläsestärke
D. Bei vorliegenden Stoppbedingungen wird die Gebläsestärke bei
ausgeschaltetem Antriebsmotor auf den von der Gebläsestärke
abhängigen Wert B eingestellt. Wird die Gebläsestärke
vom Fahrzeugführer erhöht, beispielsweise auf
die Gebläsestärke E, so erhöht sich auch
die abhängige Gebläsestärke im Stoppbetrieb B*
um diesen Wert. Sollte dieser Wert einen Schwellwert bei eingeschaltetem
Antriebsmotor überschreiten, so findet kein Abschalten
des Antriebsmotors bei vorliegenden Stoppbedingungen statt. Ist
der Antriebsmotor bei vorliegenden Stoppbedingungen ausgeschaltet
und die Gebläsestärke wird auf einen Wert vom
Fahrzeugführer erhöht, der ebenfalls einen Schwellwert überschreitet,
so wird der Antriebsmotor wieder gestartet.
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Besonders
vorteilhaft ist es, das erfinderische Verfahren auch in Hybridfahrzeugen
einzusetzen.
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- A,
C
- Gebläsestärken
- B
- Wert
einer Gebläsestärke
- B*
- Wert
einer Gebläsestärke
- D
- Gebläsestärke
im Automatikbetrieb
- E
- Verlauf
der Kurve D inklusive einer zusätzlich zum Automatikbetrieb
aufgebrachten Gebläsestärke
- 1
- Abschaltung
eines Antriebsmotors
- 2
- Wiederstart
eines Antriebsmotors
- 3
- Eingestellte
Innenraumtemperatur
- 4
- Bedieneinrichtung
- 5
- Anzeigeeinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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