DE10311266B3

DE10311266B3 - Fahrzeug-Klimaanlage

Info

Publication number: DE10311266B3
Application number: DE2003111266
Authority: DE
Inventors: Klaus Arold
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2023-03-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für den Fahrgastraum eines Fahrzeugs mit einem von Gebläseluft beaufschlagbaren Klimakasten mit Luftverteiler zur getrennten Belüftung von Raumbereichen des Fahrgastraums, der mindestens einen Luftauslass zur Belüftung eines Fußraums und/oder Fonds im Fahrgastraum aufweist, mit im Klimakasten angeordnetem Verdampfer und Wärmetauscher und mit einer im Klimakasten ausgebildeten Mischluftkammer, die mit einem dem Verdampfer nachgeordneten Kaltluftraum und mit einem dem Wärmetauscher nachgeordneten Warmluftraum in Verbindung steht. Zur Sicherstellung einer ausreichenden Lufterwärmung im Fußraum und/oder Fond des Fahrgastraums auch bei niedrigtemperierter Mischluft ist zwischen dem Warmluftraum und dem Auslass für Fußraum und/oder Fond ein die Mischluftkammer umgehender Bypass vorgesehen und dem Bypass eine dessen Luftdurchtrittsquerschnitt steuernde Bypassklappe zugeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für einen Fahrgastraum eines Fahrzeugs zur individuellen Klimatisierung von Raumbereichen des Fahrgastraums gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Klimaanlage dieser Art ( DE 197 41 862 A1 ) sind Verdampfer und Wärmetauscher im Klimakasten so angeordnet, dass in Einbaulage des Klimakasten der Wärmetauscher oberhalb des Verdampfers liegt. Zwischen Verdampfer und Wärmetauscher ist eine Diagonalwand eingezogen, die die Lufteintrittsseite des Verdampfers von der Lufteintrittsseite des Wärmetauschers trennt. Die Lufteintrittsseite des Verdampfers wird mit von einem Gebläse ausgeblasener Gebläseluft beaufschlagt, die wahlweise aus der Fahrzeugumgebung oder dem Fahrgastraum angesaugt wird. Auf der Luftaustrittsseite des Verdampfers ist ein Kaltluftraum und auf der Luftaustrittsseite des Wärmetauschers ein Warmluftraum vorgehalten. Sowohl der Kaltluftraum als auch der Warmluftraum stehen mit einer Luftmischkammer in Verbindung, in der die Auslässe des Luftverteilers münden. Zwischen Kaltluftraum und Lufteinlassseite des Wärmetauschers ist eine Warmluftklappe und zwischen Kaltluftraum und Mischkammer eine Kaltluftklappe angeordnet. Durch die Einstellung dieser beiden Klappen wird die in die Luftmischkammer einströmende Kalt- und Warmluft so dosiert, dass eine gewünschte Temperatur der Mischluft erreicht wird. Zwischen dem Warmluftraum und der Luftmischkammer ist eine Absperrklappe zum Absperren der Warmluft im Kühlbetrieb vor handen, die entfällt, wenn der Wärmetauscher nicht vom Kühlwasser der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs dauerdurchströmt wird, sondern der Durchfluss des Kühlwassers geregelt ist.

Von der Luftmischkammer zweigen ein Luftauslass für die Mittelebene des Fahrgastraums, ein Luftauslass für die Defrosterfunktion und ein Luftauslass für Fußraum und Fond des Fahrgastraums ab. Jeder Luftauslass ist mit einer Luftklappe mehr oder weniger absperrbar. Wird diese Klimaanlage als Klimaautomatik konzipiert, so werden die Luftklappen in gegenseitiger Abhängigkeit automatisch gesteuert.

In dem Luftauslass für die Mittelebene mündet noch ein die Luftmischkammer umgehender, an dem Kaltluftraum angeschlossener Bypass, um der in die Mittelebene ausgeblasenen Mischluft noch Kaltluft beimischen zu können und so die Temperatur der Ausblasluft für die Mittelebene gegenüber der in den Fußraum einströmenden Mischluft zu senken. Dies ergibt einen erhöhten Klimakomfort, da es von den Fahrgästen als angenehm empfunden wird, wenn der Fuß- und Beinbereich höher temperiert wird als der Kopfbereich. Ist jedoch die im Fahrgastraum vorgewählte Raumtemperatur relativ niedrig eingestellt, so wird insbesondere bei Umluftbetrieb in den Fußraum niedrigtemperierte Mischluft eingeblasen, was von den Fahrgästen als unangenehme Kaltluftströmungen an Füssen und Beinen empfunden wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Klimaanlage der eingangs genannten Art die Möglichkeit zu schaffen, im Fußraum und/oder Fond auch dann eine für ein angenehmes Klimagefühl im Fußraum und/oder Fond des Fahrgastraums ausreichende Lufterwärmung sicherzustellen, wenn im Kopfbereich und/oder in der Mittelebene des Fahrgastraums eine gewünschte, relativ niedrige Temperatur herrscht.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Klimaanlage hat den Vorteil, dass der Fußraum und/oder Fond auch dann noch gut erwärmt werden kann, wenn die Mischluft eine für den sog. Face-Level, d.h. für die Belüftung von Kopfraum und Mittelebene des Fahrgastraums, gewünschte niedrige Temperatur aufweist. Dies ist insbesondere bei einer sog. Klimaautomatik von Vorteil, bei der z.B. bei einer Ausblastemperatur kleiner als ca. 25°C die Fußraumklappen geschlossen werden, um unangenehme Kaltluft-Zugerscheinungen an den Füßen zu vermeiden. Hier wird durch den geöffneten, erfindungsgemäßen Bypass nunmehr Warmluft in den Fußraum eingeblasen und so verhindert, dass die Füße der Fahrgäste längerfristig kalt werden, obwohl aufgrund der Temperaturvorwahl für den Face-Level die optimale Temperatur erreicht ist. Das gleiche gilt auch für die Fondpassagiere, da durch die langen Luftzuleitungen zu dem Fond die im Fond ausströmende Luft eine wesentlich niedrigere Temperatur als im Luftauslass des Luftverteilers hat.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Klimaanlage mit zweckmäßigen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Dabei zeigt die Zeichnung in schematischer Darstellung einen Längsschnitt eines Klimakastens einer Klimaanlage für Fahrzeuge.
Die Klimaanlage für einen Fahrgastraum eines Fahrzeugs zur individuellen Klimatisierung von Raumbereichen des Fahrgastraums, so den Kopfbereich, die Mittelebene, den Fußraum und den Fond, weist einen Klimakasten 11 auf, in dem ein Verdampfer 12 und ein Wärmetauscher 13 so angeordnet sind, dass in der in 1 gezeigten Einbaulage des Klimakastens 11 der Wärmetauscher 13 oberhalb des Verdampfers 12 liegt. Zur Kenntlichmachung der Einbaulage des Klimakastens 11 im Fahrzeug ist in der Zeichnung die Windschutz- oder Frontscheibe 10 des Fahrzeugs dem Klimakasten 11 zugeordnet. An dem Klima kasten 11 ist ein hier nicht zu sehendes Gebläse angeschlossen, das die Lufteinlassseite des Verdampfers 12 mit Gebläseluft beaufschlagt, die wahlweise als Frischluft aus der Fahrzeugumgebung oder als Umluft aus dem Fahrgastraum angesaugt wird. Auf der Luftauslassseite des Verdampfers 12 ist ein Kaltluftraum 14 vorhanden, der von einer die Lufteintrittsseite des Wärmetauschers 13 überspannenden Warmluftklappe 15 und einer neben der Warmluftklappe 15 angeordneten Kaltluftklappe 16 begrenzt wird. Warmluftklappe 15 und Kaltluftklappe 16 überspannen den gesamten lichten Querschnitt des Klimakastens 11 und sind unter einem stumpfen Winkel zueinander dachartig geneigt. Warmluftklappe 15 und Kaltluftklappe 16 sind als bauraumsparende Jalousieverschlüsse ausgeführt, bei denen jeweils eine Vielzahl von schmalen Schwenklamellen miteinander gekoppelt sind und gemeinsam in eine Schließ- und Offenstellung schwenkbar sind. Die Kaltluftklappe 15 trennt eine Luftmischkammer 17 von dem Kaltluftraum 14. Auf der Luftauslassseite des Wärmetauschers 13 ist ein Warmluftraum 18 vorhanden, der mit der Luftmischkammer 17 in Verbindung steht. Zwischen Warmluftraum 18 und Luftmischkammer 17 ist noch eine ebenfalls als Jalousieverschluss ausgebildete Absperrklappe 19 angeordnet. Die Absperrklappe 19 dient zum Absperren der Warmluft im Kühlbetrieb, wenn der Wärmetauscher 13 vom Kühlwasser der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs dauerdurchströmt ist, die Klimaanlage also luftseitig geregelt ist. Ist der Kühlwasserdurchfluss des Wärmetauschers 13 regelbar, die Klimaanlage also wasserseitig geregelt, so kann die Absperrklappe 19 entfallen.
Der Luftmischkammer 17 ist in Luftströmungsrichtung ein Luftverteilerraum 20 nachgeordnet, gegenüber dem der Warmluftraum 18 durch eine Trennwand 21 abgeschottet ist. Von dem Luftverteilerraum 20 zweigen mehrere Luftauslässe ab, von denen in der Zeichnung ein Luftauslass 22 für die Defrosterfunktion und/oder für die Belüftung des Kopfbereichs des Fahrgastraums, ein Luftauslass 23 für die Belüftung der Mittelebene des Fahrgastraums und ein Luftauslass 24 zur Belüftung des Fußraums und des Fonds des Fahrgastraums dargestellt sind. Jeder Luftauslass 22 bis 24 ist mit einer Absperrklappe 25 bis 27 versehen, durch die der jeweilige Luftauslass 22 bis 24 geschlossen oder mehr oder weniger weit freigegeben werden kann. Wie in der Zeichnung nicht weiter dargestellt ist, ist in einem von dem Luftauslass 24 für den Fußraum und Fond fortführenden Luftkanal 28 eine Verteilerklappe vorgesehen, um eine Luftaufteilung auf Fußraum und Fond vornehmen zu können.
Der Luftauslass 24 für Fußraum und Fond zweigt oberhalb der Trennwand 21 zwischen Warmluftraum 18 und Luftmischkammer 17 ab und ist so geführt, dass zumindest ein Abschnitt der Trennwand 21 dem Warmluftraum 18 und dem Luftauslass 24 gemeinsam ist. In diesem gemeinsamen Abschnitt der Trennwand 21 ist eine Wandöffnung 29 vorgesehen, die einen die Luftmischkammer 17 umgehenden Bypass zwischen Warmluftraum 18 und Luftauslass 24 bildet. Der Wandöffnung 29 ist eine Bypassklappe 30 zugeordnet, die als einflügelige Schwenkklappe ausgebildet ist und die Wandöffnung 29 zu schließen und freizugeben vermag. Wie nicht weiter dargestellt ist, ist die Bypassklappe 30 von einem Stellantrieb betätigt, der vorzugsweise als elektrischer Stellmotor ausgeführt ist. Alternativ kann der Stellantrieb entfallen und die Bypassklappe 30 mit der Warmluftklappe 15 oder der Kaltluftklappe 16 mechanisch gekoppelt sein. Bei einer Ankopplung an die Warmluftklappe 15 ist die Kopplung so vorgenommen, dass die Bypassklappe 30 in einer definierten Stellung der Warmluftklappe 15 öffnet, wenn die Warmluftklappe 15 aus ihrer Offenstellung kommend die definierte Stellung durchläuft, und schließt, wenn die Warmluftklappe 15 aus ihrer Schließstellung kommend die definierte Stellung durchläuft. Bei einer Ankopplung an die Kaltluftklappe 16 ist die Kopplung so vorgenommen, dass die Bypassklappe 30 in einer definierten Stellung der Kaltluftklappe 16 öffnet, wenn die Kaltluftklappe 16 aus ihrer Schließstellung kommend die definierte Stellung durchläuft und schließt, wenn die Kaltluftklappe aus ihrer Offenstellung kommend die definierte Stellung durchläuft. In allen Fällen wird dabei die Bypassklappe 30 so gesteuert, dass sie bei Unterschreiten einer vorbestimmten Temperatur der aus der Luftmischkammer 17 in den Luftverteilerraum 20 einströmenden Mischluft öffnet. Dadurch kann bei den Luftauslass 24 für Fußraum und Fond verschließender Absperrklappe 27 durch Freigeben der Wandöffnung 29 mit Aufschwenken der Bypassklappe 30 Warmluft direkt in den Luftauslass 24 eingeblasen werden und so im Fußraum und Fond eine ausreichende Warmluftströmung auch bei gegenüber der Luftmischkammer 17 geschlossenem Luftauslass 24 erzielt werden.
Vorstehend ist der Begriff "Klappe", wie Warmluftklappe, Kaltluftklappe, Absperrklappe, Bypassklappe, synonym für jede Art von Steuerorganen verwendet, mit denen ein Luftstrom dosiert oder abgesperrt werden kann, unabhängig von der konstruktiven Ausführung als ein- oder zweiflügelige Schwenkklappe oder als Jalousieverschluss.

Claims

Klimaanlage für einen Fahrgastraum eines Fahrzeugs zur individuellen Klimatisierung von Raumbereichen des Fahrgastraums, mit einem von Gebläseluft beaufschlagbaren Klimakasten (11) mit Luftverteiler (20) zur getrennten Belüftung der Raumbereiche, der mindestens einen Luftauslass (24) zur Belüftung eines Fußraums und/oder Fonds im Fahrgastraum aufweist, mit im Klimakasten (11) angeordneten Verdampfer (12) und Wärmetauscher (13) und mit einer im Klimakasten (11) ausgebildeten Luftmischkammer (17), die mit einem dem Verdampfer (12) nachgeordneten Kaltluftraum (14) und mit einem dem Wärmetauscher (13) nachgeordneten Warmluftraum (18) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Warmluftraum (18) und Luftauslass (24) für Fußraum und/oder Fond ein die Luftmischkammer (17) umgehender Bypass (29) vorgesehen ist und dass dem Bypass (29) eine dessen Luftdurchtrittsquerschnitt steuernde Bypassklappe (30) zugeordnet ist.
Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klimakasten (11) so ausgebildet ist, dass Warmluftraum (18) und Luftauslass (24) für Fußraum und/oder Fond zumindest abschnittweise eine gemeinsame Trennwand (21) aufweisen, und dass der Bypass (29) von einer Wandöffnung (29) in dem gemeinsamen Abschnitt der Trennwand (21) gebildet ist.
Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassklappe (30) einen vorzugsweise motorischen Stellantrieb aufweist.
Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Mischlufttemperierung in der Luftmischkammer (17) zwischen Kaltluftraum (14) und Luftmischkammer (17) eine Kaltluftklappe (16) und zwischen Kaltluftraum (14) und Wärmetauscher (13) eine Warmluftklappe (15) angeordnet ist und dass die Bypassklappe (30) mit einer der Luftklappen (15, 16) gekoppelt ist.
Klimaanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung der Bypassklappe (30) mit der Warmluftklappe (15) so vorgenommen ist, dass die Bypassklappe (30) in einer definierten Stellung der Warmluftklappe (15) öffnet oder schließt, je nachdem, ob die Warmluftklappe (15) aus ihrer Offenstellung oder aus ihrer Schließstellung kommend die definierte Schwenkstellung durchläuft.
Klimaanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung der Bypassklappe (30) mit der Kaltluftklappe (16) so vorgenommen ist, dass die Bypassklappe (30) in einer definierten Stellung der Kaltluftklappe (16) öffnet oder schließt, je nachdem, ob die Kaltluftklappe (16) aus ihrer Schließstellung oder ihrer Offenstellung kommend die definierte Stellung durchläuft.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 3 – 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassklappe (30) so gesteuert ist, dass sie bei Unterschreiten einer vorbestimmten Temperatur der Mischluft öffnet.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 – 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassklappe (30) als Schwenkklappe ausgebildet ist.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 4 – 8, dadurch gekennzeichnet, dass Verdampfer (12) und Wärmetauscher (13) im Klimakasten (11) so angeordnet sind, dass in Einbaulage des Klimakastens (11) der Wärmetauscher (13) oberhalb des Verdampfers (12) liegt, und dass die Kaltluftklappe (16) und die Warmluftklappe (15) nebeneinander angeordnet sind und den Kastenquerschnitt zwischen Verdampfer (12) und Wärmetauscher (13) überdecken.
Klimaanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaltluftklappe (16) und die Warmluftklappe (15) als Jalousieverschlüsse ausgebildet sind, die unter einem stumpfen Winkel dachartig gegeneinander geneigt sind.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 – 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem Luftauslass (24) für Fußraum und/oder Fond eine Absperrklappe (27) zugeordnet ist, die im Luftauslass (24), im Mischluftstrom gesehen, stromaufwärts des Bypasses (30) angeordnet ist.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 – 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (13) von einem Wärmeübertragungsmittel, insbesondere vom Kühlwasser einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs, dauerdurchströmt ist und dass zwi schen Warmluftraum (18) und Luftmischkammer (17) eine Absperrklappe (19) angeordnet ist.