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Die Erfindung betrifft ein Belüftungssystem für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer ersten Gebläsevorrichtung, wenigstens einer zweiten Gebläsevorrichtung, die bezogen auf eine Hauptströmungsrichtung von geförderter Luft stromabwärts von der ersten Gebläsevorrichtung angeordnet ist, und mit wenigstens einem Luftleitungsabschnitt, der einen Ausgang der ersten Gebläsevorrichtung mit einem Eingang der zweiten Gebläsevorrichtung verbindet, wobei die erste Gebläsevorrichtung und die zweite Gebläsevorrichtung getrennt voneinander einstellbar, insbesondere elektronisch ansteuerbar sind.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Klimaanlagen bzw. Verfahren zur Klimatisierung von Kraftfahrzeugen bekannt, bei denen eine zweite Gebläsevorrichtung eingesetzt wird. Beispielhaft wird auf die
WO 2005/120867 A1 , die
DE 10 2008 031 695 A1 und die
EP 1 500 533 A1 hingewiesen.
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Bei bisher bekannten Lösungen besteht der Nachteil, dass die Luftmenge in einem hinteren Bereich (Fond) des Kraftfahrzeugs stark von der Einstellung und Ausgestaltung des im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs angeordneten Klimageräts abhängt. Insbesondere darf die zweite Gebläsevorrichtung, die auch als Unterstützungsgebläse oder Booster bezeichnet werden kann, nicht mit so einer großen Leistung betrieben werden, dass am vorderen Klimagerät bzw. der ersten Gebläsevorrichtung ein Unterdruck entsteht. Entsprechend ist die Luftzuführung zum hinteren Bereich mit einer zweiten Gebläsevorrichtung zwar verbessert, aber trotzdem in direkter Abhängigkeit von dem vorderen Klimagerät limitiert
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, ein Belüftungssystem für ein Kraftfahrzeug anzugeben, bei dem die obigen Nachteile vermieden werden können.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Belüftungssystem und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Vorgeschlagen wird also ein Belüftungssystem für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer ersten Gebläsevorrichtung, wenigstens einer zweiten Gebläsevorrichtung, die bezogen auf eine Hauptströmungsrichtung von geförderter Luft stromabwärts von der ersten Gebläsevorrichtung angeordnet ist, und mit wenigstens einem Luftleitungsabschnitt, der einen Ausgang der ersten Gebläsevorrichtung mit einem Eingang der zweiten Gebläsevorrichtung verbindet, wobei die erste Gebläsevorrichtung und die zweite Gebläsevorrichtung getrennt voneinander einstellbar, insbesondere elektronisch ansteuer-bar sind. Dabei ist vorgesehen, dass an dem Luftleitungsabschnitt wenigstens eine Öffnung vorgesehen, wobei die Öffnung entlang des Luftleitungsabschnitts zwischen dem Ausgang der ersten Gebläsevorrichtung und dem Eingang der zweiten Gebläsevorrichtung angeordnet ist.
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Eine derartige Öffnung im Luftleitungsabschnitt ermöglicht es, dass in einem entsprechenden Betriebszustand der beiden Gebläsevorrichtungen Luft aus der Umgebung angesaugt werden kann, so dass an der ersten Gebläseovrrichtung keine Saugwirkung durch die zweite Gebläsevorrichtung erzeugt werden kann.
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Die erste Gebläsevorrichtung kann Teil eines ersten Klimageräts sein. Das Klimagerät kann dazu eingerichtet sein, Luft für den Innenraum des Kraftfahrzeugs zu konditionieren, also zu erwärmen oder zu kühlen.
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Dabei kann die zweite Gebläsevorrichtung ein Unterstützungsgebläse sein, das dazu eingerichtet ist, vom ersten Klimagerät konditionierte und abgegeben Luft weiter zu verteilen. In diesem Zusammenhang kann das Belüftungssystem ein erstes Klimagerät und zwei Unterstützungsgebläse aufweisen.
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Alternativ kann die zweite Gebläsevorrichtung Teil eines zweiten Klimageräts sein. Ein zweites Klimagerät dient insbesondere der Konditionierung von Luft, die in einen Fondbereich des Kraftfahrzeugs zugeführt wird. Somit ist es möglich für den Frontbereich (Vordersitze) und den Fondbereich (hintere Sitzreihe(n)) unterschiedliche Klimatisierungen vorzunehmen bzw. einzustellen.
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Das Belüftungssystem kann eine Belüftungssteuerung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, die erste Gebläsevorrichtung und die zweite Gebläsevorrichtung anzusteuern und einzustellen. Eine solche Belüftungssteuerung kann mit einer übergeordneten Steuerung für das Kraftfahrzeug verbunden oder in dieser integriert sein.
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Die Belüftungssteuerung kann insbesondere dazu eingerichtet sein, die Leistung der zweiten Gebläsevorrichtung in Abhängigkeit von der Leistung der ersten Gebläsevorrichtung derart einzustellen, dass an der wenigstens einen Öffnung in dem Luftleitungabschnitt ein Unterdruck oder ein Druckgleichgewicht oder ein Überdruck erzeugt wird. Somit kann durch entsprechende Steuerung bzw. Regelung der zweiten Gebläsevorrichtung eine Art Luftmengenmanagement im Bereich der Öffnung durchgeführt werden. Wird beispielsweise Luft durch die Öffnung angesaugt, kann mittels der Öffnung auf eine einfache Art ein Umluftbetrieb für die zweite Gebläsevorrichtung erreicht werden, wobei auf zusätzliche (ansteuerbare) Klappen oder ähnliches verzichtet werden kann.
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An der wenigstens einen Öffnung in dem Luftleitungsabschnitt kann ein druckabhängig wirkendes Sperrorgan vorgesehen sein, das im Falle eines Überdrucks in dem Luftleitungsabschnitt geschlossen ist. Das Sperrorgan kann beispielsweise eine bewegliche Klappe sein.
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Die wenigstens eine Öffnung kann bezogen auf eine entlang dem Verlauf des Luftleitungsabschnitts gemessenen Länge des Luftleitungsabschnitts näher an dem Eingang der zweiten Gebläsevorrichtung angeordnet sein als an dem Ausgang der ersten Gebläsevorrichtung.
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Insbesondere kann die wenigstens eine Öffnung bezogen auf die Hauptströmungsrichtung von Luft an einem Teilabschnitt stromaufwärts von dem Eingang der zweiten Gebläsevorrichtung angeordnet sein, wobei der Teilabschnitt eine Teillänge aufweist, die etwa 10% bis 40% der Länge des Luftleitungsabschnitts beträgt.
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Je näher die Öffnung an dem Eingang der zweiten Gebläsevorrichtung angeordnet ist, desto unmittelbarer ist deren Einfluss auf Luft im Bereich der Öffnung.
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Ein Kraftfahrzeug kann mit einem oben beschriebenen Belüftungssystem ausgerüstet sein.
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Dabei kann die erste Gebläsevorrichtung Teil eines im Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordneten Klimageräts sein, wobei die zweite Gebläsevorrichtung ein in einem mittleren oder hinteren Bereich des Kraftfahrzeugs angeordnetes Unterstützungsgebläse zur Belüftung des Fonds des Kraftfahrzeugs ist.
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Alternativ kann die erste Gebläsevorrichtung Teil eines im Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordneten Klimageräts sein, wobei die zweite Gebläsevorrichtung Teil eines in einem mittleren oder hinteren Bereich des Kraftfahrzeugs angeordneten Klimageräts für die Konditionierung von Luft im Fondbereich des Kraftfahrzeugs ist.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren. Dabei zeigt:
- 1 eine vereinfachte und schematische Darstellung eines Belüftungssystems für ein Kraftfahrzeug;
- 2 in den Teilfiguren A) bis C) eine vereinfachte Darstellung eines Luftleitungsabschnitts mit einer zusätzlichen Öffnung;
- 3 eine vereinfachte Darstellung des Luftleitungsabschnitts mit druckabhängigem Sperrorgan an der Öffnung.
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In 1 ist schematisch und vereinfacht ein Belüftungssystem 10 für ein vereinfacht als durchgezogenes Rechteck dargestelltes Kraftfahrzeug 12 gezeigt. Das Kraftfahrzeug 12 umfasst rein beispielhaft eine erste Sitzreihe 14-1, eine zweite Sitzreihe 14-2 und ein dritte Sitzreihe 14-3, wobei die gestrichelten Rechtecke den jeweiligen vorderen, mittleren und hinteren Bereich illustrieren. Es wird darauf hingewiesen, dass das hier beispielhaft gezeigte Belüftungssystem in entsprechend angepasster Form auch bei einem Fahrzeug mit nur zwei Sitzreihen oder mit mehr als drei Sitzreihen einsetzbar ist.
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Das Belüftungssystem 10 umfasst ein Klimagerät 16 für die konditionierung (Entfeuchtung, Erwärmung Kühlung) von Luft, die dem Innenraum des Kraftfahrzeugs 12 zugeführt werden soll. Das Belüftungssystem 10 weist zumindest eine erste Gebläsevorrichtung 18 auf, die in diesem Beispiel Teil des Klimageräts 16 ist.
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Die erste Gebläsevorrichtung 18 fördert (konditionierte) Luft zu unterschiedlichen Luftaustrittsöffnungen 20 des Belüftungssystems 10. Für die verschiedenen Bereiche bzw. Sitzreihen 14-1, 14-2, 14-3 des Kraftfahrzeugs 12 sind beispielsweise in jeweiligen Fußbereichen angeordnete Luftaustrittsöffnungen 201, 202 und 203 vorgesehen. Ferner können in einem oberen Bereich angeordnete Luftaustrittsöffnungen 204, 305 und 206 vorgesehen sein.
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Damit auch in den hinteren Bereichen des Kraftfahrzeugs 12 ausreichend konditionierte Luft bereitgestellt werden kann, weist das Belüftungssystem 10 zumindest eine zweite Gebläsevorrichtung 22 auf. Im gezeigten Beispiel sind zwei zweite Gebläsevorrichtungen 22 vorgesehen, jeweils auf einer betreffenden Fahrzeugseite (links/rechts). Die Anordnung von zwei zweiten Gebläsevorrichtung 22 ist aber nicht zwingend. Es ist auch denkbar, lediglich eine zweite Gebläsevorrichtung 22 oder ggf. auch mehr als zwei zweite Gebläsevorrichtung 22 vorzusehen. Die zweite Gebläsevorrichtung 22 kann auch als Unterstützungsgebläse oder Booster bezeichnet werden.
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Stromabwärts von der zweiten Gebläsevorrichtung 22 kann eine Umstelleinrichtung 24 angeordnet sein, die dazu eingerichtet ist, den Luftstrom wahlweise mehr oder weniger zu den Luftausströmern 202 und 203 oder den Luftausströmern 205 und 206 zu leiten.
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Die zweite Gebläsevorrichtung 22 ist, bezogen auf eine Hauptströmungsrichtung HS von (konditionierter) Luft, stromabwärts von der ersten Gebläsevorrichtung 18 bzw. dem Klimagerät 16 angeordnet. Zwischen der ersten Gebläsevorrichtung 16 und der zweiten Gebläsevorrichtung 22 erstreckt sich ein (jeweiliger) Luftleitungsabschnitt 26. Der Luftleitungsabschnitt 26 erstreckt sich von einem Ausgang A1 der ersten Gebläsevorrichtung 18 zu einem Eingang E2 der zweiten Gebläsevorrichtung 22. In dem Luftleitungsabschnitt 26 kann wenigstens eine Öffnung 28 vorgesehen. Die Öffnung 28 kann beispielsweise schlitzartig oder mit rundem Querschnitt ausgebildet sein. Die Öffnung 28 kann als einzelne größere Öffnung ausgebildet sein. Alternativ können mehrere Öffnungen 28 nebeneinander angeordnet sein, beispielsweise mehrere schlitzartige Öffnungen. In 1 sind die Öffnungen 28 beispielhaft als kleiner Kreis (einzelne Öffnung) bzw. drei kleine Rechtecke (mehrere (schlitzartige) Öffnungen) illustriert.
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In der 1 ist auch rein schematisch eine Belüftungssteuerung 30 gezeigt, die dazu eingerichtet ist, die Leistung der zweiten Gebläsevorrichtung 22 in Abhängigkeit von der Leistung der ersten Gebläsevorrichtung 18 derart einzustellen, dass an der wenigstens einen Öffnung 28 in dem Luftleitungabschnitt 26 ein Unterdruck oder ein Druckgleichgewicht oder ein Überdruck erzeugt wird. Durch gestrichelte Linien sind elektrische Verbindungen zwischen der Belüftungssteuerung 30 und dem Klimagerät 16 bzw. der zweiten Gebläsevorrichtung 22 bzw. der Umstelleinrichtung 24 angedeutet. Es wird darauf hingewiesen, dass im Belüftungssystem 10 verschiedene motorisch betriebene Stellglieder vorgesehen sein können, um gewünschte Betriebsmodi bzw. Strömungswege einstellen zu können.
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Der Vollständigkeit halber wird noch darauf hingewiesen, dass mit dem Klimagerät 16 eine Defrostanordnung 32 verbunden ist, die im Bereich einer Frontscheibe des Kraftfahrzegus 12 angeordnet ist.
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2 zeigt in den Teilfiguren A) bis C) stark vereinfacht und schematisch den Luftleitungsabschnitt 26 zwischen der ersten Gebläsevorrichtung 18 bzw. dem Klimagerät 16 und der zweiten Gebläsevorrichtung 22. Aus den Darstellungen der 2 ist auch die wenigsten eine Öffnungen 28 ersichtliche, die in dem Luftleitungsabschnitt 26 angeordnet ist.
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Unter Bezugnahme auf die 2A) bis C) werden nun mögliche Betriebszustände des Belüftungssystems 10 beschrieben, die unter Einbeziehung der wenigstens einen Öffnung 28 möglich sind. Es wird bei dieser Beschreibung davon ausgegangen, dass von der ersten Gebläsevorrichtung 18 bzw. vom Klimagerät 16 ein im Wesentlichen konstanter Luftstrom gefördert wird. Dies ist durch den jeweils gleich großen Konturpfeil rechts neben dem Klimagerät 16 bzw. der ersten Gebläsevorrichtung 18 illustriert.
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Wie bereits oben erläutert kann die zweite Gebläsevorrichtung 22 mittels der Belüftungssteuerung 30 (1) unterschiedlich eingestellt werden. In 2A) wird die zweite Gebläsevorrichtung 22 mit einer höheren Leistung betrieben als die erste Gebläsevorrichtung 18. Dies ist rein illustrativ mit einem gestrichelten Zeiger zu einer rein illustrativen Stufe III gezeigt. Es wird darauf hingewiesen, dass der dargestellte Zeiger und die Stufen I bis III keine sichtbaren oder strukturellen Bauteile der zweiten Gebläsevorrichtung 22 sind, sondern lediglich grafisch die Funktionsweise repräsentieren sollen. Der Begriff Leistung kann in diesem Zusammenhang auch stellvertretend für ein von der jeweiligen Gebläsevorrichtung 18 bzw. 22 gefördertes Luftvolumen pro Zeiteinheit verstanden werden.
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In dem Betriebszustand gemäß 2A) entsteht durch die größere Leistung, mit welcher die zweite Gebläsevorrichtung 22 betrieben wird (großer Konturpfeil links und rechts der zweiten Gebläsevorrichtung 22) im Luftleitungsabschnitt 26 ein Unterdruck, so dass durch die Öffnung 28 Luft aus der Umgebung angesogen wird. Hierdurch wird verhindert, dass stromaufwärts von der zweiten Gebläsevorrichtung 22, insbesondere beim Klimagerät 16 bzw. der ersten Gebläsevorrichtung 18 ein Unterdruck erzeugt wird. In einem solchen Betriebszustand kann auch eine Art Umluft-Betrieb ermöglicht werden, weil Luft aus der Umgebung, insbesondere dem Fahrzeuginnenraum durch die Öffnung 28 angesogen und im Belüftungssystem umgewälzt wird.
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In 2B) ist ein Betriebszustand gezeigt, bei dem die beiden Gebläsevorrichtungen 18 und 22 mit im Wesentlichen gleicher Leistung („Stufe II“) Luft fördern. Entsprechend sind im Bereich der Öffnung 28 die Druckverhältnisse ausgeglichen und es erfolgt kaum ein Eintritt bzw. Austritt von Luft in den bzw. aus dem Laufleitungsabschnitt 26.
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In 2C) ist ein Betriebszustand gezeigt, bei dem die zweite Gebläsevorrichtung 22 mit einer kleineren Leistung („Stufe I“) als die erste Gebläsevorrichtung 18 betrieben wird bzw. Luft fördert. Entsprechend entsteht im Bereich der Öffnung 28 ein Überdruck, so dass (konditionierte) Luft aus dem Luftleitungsabschnitt 26 austreten kann.
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Gemäß der hier vorgestellten Ausgestaltung des Belüftungssystems 10 kann somit die Steuerung bzw. Regelung der zweiten Gebläsevorrichtung 22 (Booster bzw. Unterstützungsgebläse) so auf die Leistung der ersten Gebäsevorrichtung 18 bzw. des Klimageräts 16 abgestimmt bzw. eingestellt werden, dass die oben beschriebenen Betriebszustände gemäß bedarfsweise eingestellt werden können. Dabei ist ein (zwar) möglicher Betriebszustand gemäß 2C) (Überdruck) möglicherweise nicht erwünscht, weil konditionierte Luft aus dem Belüftungssystem 10 entweicht.
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Um einem Entweichen von konditionierter Luft aus dem Luftleitungsabschnitt 26 bei einer Betriebssituation gemäß 2C) entgegenzuwirken, kann an der Öffnung 28 ein druckabhängig wirkendes Sperrorgan 34 vorgesehen sein, das im Falle eines Überdrucks in dem Luftleitungsabschnitt geschlossen ist. Dies ist beispielhaft in 3 dargestellt. Denkbar ist auch ein in ihre Schließstellung etwa mittels eines Federelements vorgespanntes Sperrorgan, wobei die Vorspannkraft der Feder so gewählt ist, dass bereits bei einem geringen Unterdruck (Betriebszustand gemäß 2A) das Sperrorgan 34 geöffnet wird und Luft aus der Umgebung angesaugt werden kann. Eine insbesondere aufgrund von Unterdruck im Luftleitungsabschnitt 26 geöffnete Stellung des Sperrorgans 34 ist in 3 gestrichelt illustriert.
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Es wird darauf hingewiesen, dass anstelle von einem oder mehreren zweiten Gebläsevorrichtungen 22, wie dies beispielhaft in der 1 gezeigt ist, auch ein weiteres Klimagerät (nicht dargestellt) eingesetzt werden kann. In einem solchen Falle wäre die Öffnung 28 in einem Luftleitungsabschnitt vorzusehen, der die beiden Klimageräte miteinander verbindet.
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Bezugnehmend auf die 1 wird noch darauf hingewiesen, dass die wenigstens eine Öffnung 28 bezogen auf eine entlang dem Verlauf des Luftleitungsabschnitts 26 gemessene Länge des Luftleitungsabschnitts 26 näher an dem Eingang E2 der zweiten Gebläsevorrichtung 22 angeordnet ist als an dem Ausgang A1 der ersten Gebläsevorrichtung 18. Dabei kann die wenigstens eine Öffnung 28 bezogen auf die Hauptströmungsrichtung HL von Luft an einem Teilabschnitt stromaufwärts von dem Eingang E2 der zweiten Gebläsevorrichtung 22 angeordnet sein, wobei der Teilabschnitt eine Teillänge aufweist, die etwa 10% bis 40% der Länge des Luftleitungsabschnitts 26 beträgt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2005/120867 A1 [0002]
- DE 102008031695 A1 [0002]
- EP 1500533 A1 [0002]
