DE10336268B4

DE10336268B4 - Fahrzeug-Klimaanlage mit einer vorderen und einer hinteren Klimaeinheit

Info

Publication number: DE10336268B4
Application number: DE10336268.1A
Authority: DE
Inventors: Katsumi Sugiura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2003-08-07
Publication date: 2018-07-12
Anticipated expiration: 2023-08-08
Also published as: JP2004067041A; US20040031602A1; JP3933005B2; US6804973B2; DE10336268A1; GB2394278A; GB2394278B; GB0318693D0

Abstract

Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einer Fahrgastzelle, miteiner vorderen Klimaeinheit (1), miteinem vorderen Klimagehäuse (11) zum Definieren eines vorderen Luftkanals, durch welchen Luft strömt, wobei das vordere Luftgehäuse eine Lufteinleitungsöffnung zum Einleiten von Luft außerhalb der Fahrgastzelle und von Luft innerhalb der Fahrgastzelle sowie einen Luftauslass (114, 115), aus dem Luft zu einem Vordersitzbereich der Fahrgastzelle geblasen wird, aufweist,einem vorderen Gebläse (111) zum Blasen der von der Lufteinleitungsöffnung eingeleiteten Luft,einem vorderen Heizer (113) zum Heizen der aus dem vorderen Gebläse geblasenen Luft,einer vorderen Einstelleinheit (16) zum Einstellen einer Luftheizmenge durch den vorderen Heizer, einer Messeinheit (51-55) zum Erfassen einer Umgebungsbedingung einschließlich einer Innentemperatur (Tr) der Fahrgastzelle und einer Außentemperatur (Tam) der Luft außerhalb der Fahrgastzelle,einer Temperatureinstelleinheit (12) zum Einstellen einer Solltemperatur in der Fahrgastzelle, und einerSteuereinheit (13) zum Bestimmen einer Ziellufttemperatur (TAO), die zu dem Vordersitzbereich geblasen werden soll, basierend auf der Solltemperatur und der durch die Messeinheit erfassten Umgebungsbedingung und zum Bestimmen einer Luftblasleistung des vorderen Gebläses und/oder einer Einstellmenge der vorderen Einstelleinheit basierend auf der Ziellufttemperatur; undeiner hinteren Klimaeinheit (2, 3), miteinem hinteren Gebläse (211) zum Einleiten und Blasen von Luft innerhalb der Fahrgastzelle,einem hinteren Heizer (214) zum Heizen der durch das hintere Gebläse geblasenen Luft, und einer hinteren Einstelleinheit (22) zum manuellen Einstellen einer Blasleistung des hinteren Gebläses und/oder einer Heizleistung des hinteren Heizers,wobeidie Steuereinheit die Ziellufttemperatur durch einen Korrekturwert korrigiert, sodass die Ziellufttemperatur niedriger wird, wenn eine von der Blasleistung und der Heizleistung, die durch die hintere Einstelleinheit eingestellt sind, größer wird, undwenigstens eine der Blasleistung des vorderen Gebläses und der Einstellmenge der vorderen Einstelleinheit basierend auf der korrigierten Ziellufttemperatur bestimmt; unddass die Steuereinheit den Korrekturwert der Ziellufttemperatur basierend auf der durch die Messeinheit erfassten Außentemperatur verändert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Klimaanlage mit einer vorderen und einer hinteren Klimaeinheit. Im Allgemeinen wird die vordere Klimaeinheit automatisch betrieben, und die hintere Klimaeinheit wird manuell betätigt.
Eine solche Zweifach-Klimaanlage für ein Fahrzeug ist aus einer vorderen automatischen Klimaeinheit und einer hinteren manuellen Klimaeinheit aufgebaut. Die vordere automatische Klimaeinheit steuert automatisch eine Lufttemperatur in einem vorderen Klimabereich (Vordersitzbereich) einer Fahrgastzelle auf eine vordere Solltemperatur durch Heizen und Kühlen der Luft. Die hintere manuelle Klimaeinheit steuert eine Lufttemperatur in einem hinteren Klimabereich (Rücksitzbereich) der Fahrgastzelle auf eine hintere Solltemperatur, die durch einen Fahrgast auf einem Rücksitz in der Fahrgastzelle manuell eingestellt wird. Bei der Zweifach-Klimaanlage wird jedoch, wenn ein hinterer Warmluftauslass angrenzend an den Vordersitzbereich einer vorderen Mittelkonsole vorgesehen ist, das folgende Problem verursacht. Falls zum Beispiel ein angenehmer Klimazustand durch die vordere automatische Klimaeinheit in dem vorderen Klimabereich aufrecht erhalten wird, strömt, wenn ein hinterer Heizer der hinteren manuellen Klimaeinheit betrieben wird, warme Luft von dem hinteren Warmluftauslass in den vorderen Klimabereich. Deshalb kann der angenehme Klimazustand des vorderen Klimabereichs der Fahrgastzelle nicht beibehalten werden. Ferner wird die Lufttemperatur in dem vorderen Klimabereich durch die vordere automatische Klimaeinheit basierend auf der durch einen vorderen Temperatursensor erfassten Temperatur gesteuert, sodass der vordere Klimabereich auf der für den Fahrgast auf dem Vordersitz angenehmen vorderen Solltemperatur gehalten wird. Wenn jedoch der vordere Temperatursensor in einer Instrumententafel angeordnet ist, kann eine Temperaturveränderung aufgrund der hinteren manuellen Klimaeinheit durch den vorderen Temperatursensor nicht schnell erfasst werden. In diesem Fall wird das dem Fahrgast auf dem Vordersitz gegebene Klimagefühl verschlechtert.
US 6 152 217 A beschreibt ein System, in dem, wenn die Zielausblastemperatur zu dem Inneren des Fahrzeugs über einer vorbestimmten Temperatur liegt, ein Lufttemperatursteuersystem durch einen Kühl-Wärmetauscher die Luftkühltemperatur so steuert, dass der Luftstrom eine vorbestimmte Temperatur erreicht, und die Menge an Ausblasluft in das Fahrzeug pro Zeiteinheit verglichen mit der Menge der Ausblasluft reduziert, wenn die Zielausblastemperatur unter dem vorbestimmten Wert liegt.
US 6 266 967 B1 beschreibt ein Kältemittelkreislaufsystem mit einem ersten Verdampfer und einem zweiten Verdampfer, das verhindert, dass eine Ölmenge, die zu einem Kompressor zurückkehrt, unzureichend ist, ohne ein elektromagnetisches Ventil für den zweiten Verdampfer zu verwenden, wenn nur der erste Verdampfer arbeitet.
US 4 763 564 A beschreibt ein Klimakontrollsystem mit mehreren Einheiten für ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrgastraum, der eine erste Klimaanlage enthält, die sowohl im Frisch- wie auch im Umlaufmodus betreibbar ist. Die zweite Klimatisierungseinheit enthält eine Einrichtung zum Filtern von Luft, die durch die Einheit strömt. Ein in das Klimaregelungssystem integriertes Steuersystem arbeitet mit Hilfe von Innen- und Außenluftqualitätssensoren.
Die US 4 473 109 A bezieht sich auf eine Steuervorrichtung zum individuellen oder simultanen Steuern von Klimaanlageneinheiten, die jeweils in einem ersten und einem zweiten Abteilabschnitt vorgesehen sind in die der zu klimatisierende Fahrgastraum getrennt wird.
JP 2000- 6 635 A beschreibt eine Fahrzeugklimaanlage, welche die Raumtemperatur auf der Vordersitzseite auf einer eingestellten Temperatur auch dann halten soll, wenn eine manuelle Rücksitzklimaanlage betätigt wird, während eine Vordersitzklimaanlage in Betrieb ist.
JP H09- 30 241 A beschreibt ein Klimatisierungssystem für ein Automobil, das die Kühleffizienz verbessern soll, während es den Kraftstoffverbrauch verbessert, indem es verhindert, dass kalte Luft von einer Ausblasöffnung der Instrumententafel zur Rückseite einer Kabine entweicht, selbst wenn nur eine vordere Klimaanlage betrieben wird .
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeug-Klimaanlage vorzusehen, die eine Lufttemperatur in einem Vordersitzbereich einer Fahrgastzelle auf eine Solltemperatur regeln kann, wenn während des Betriebs einer vorderen Klimaeinheit eine hintere Klimaeinheit betrieben wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Fahrzeug-Klimaanlage eine vordere Klimaeinheit und eine hintere Klimaeinheit Die vordere Klimaeinheit enthält ein vorderes Klimagehäuse mit einer Lufteinleitungsöffnung zum Einleiten von Luft außerhalb einer Fahrgastzelle und Luft innerhalb der Fahrgastzelle und einen Luftauslass, aus dem Luft zu einem Vordersitzbereich der Fahrgastzelle geblasen wird, ein vorderes Gebläse zum Blasen der von der Lufteinleitungsöffnung eingeleiteten Luft, einen vorderen Heizer zum Heizen der von dem vorderen Gebläse geblasenen Luft, eine vordere Einstelleinheit zum Einstellen einer Luftheizmenge durch den vorderen Heizer, eine Messeinheit zum Erfassen einer Umgebungsbedingung einschließlich wenigstens einer Innentemperatur der Fahrgastzelle und einer Außentemperatur der Luft außerhalb der Fahrgastzelle, eine Temperatureinstelleinheit zum Einstellen einer Solltemperatur in der Fahrgastzelle und eine Steuereinheit zum Bestimmen einer zu dem Vordersitzbereich geblasenen Ziellufttemperatur basierend auf der Solltemperatur und dem durch die Messeinheit erfassten Umgebungszustand und zum Bestimmen wenigstens einer Luftblaskapazität des vorderen Gebläses und einer Einstellmenge der vorderen Einstelleinheit basierend auf der Ziellufttemperatur. Andererseits enthält die hintere Klimaeinheit ein hinteres Gebläse zum Einleiten und Blasen von Luft in der Fahrgastzelle, einen hinteren Heizer zum Heizen der durch das hintere Gebläse geblasenen Luft, eine hintere Einstelleinheit zum manuellen Einstellen einer Blaskapazität des hinteren Gebläses und einer Heizkapazität des hinteren Heizers. In der Fahrzeug Klimaanlage senkt die Steuereinheit die Ziellufttemperatur entsprechend einem Abfall der durch die Messeinheit erfassten Außentemperatur, wenn die Außentemperatur niedriger als eine vorgegebene Temperatur ist. Wenn demgemäß der hintere Heizer der hinteren Klimaeinheit arbeitet, während die vordere Klimaeinheit arbeitet, wird die automatische Steuerung der vorderen Klimaeinheit durch den Betrieb des hinteren Heizers kaum beeinflusst. Deshalb kann die automatische Steuerung der vorderen Klimaeinheit exakt durchgeführt werden. Im allgemeinen korrigiert die Steuereinheit die Ziellufttemperatur durch einen Korrekturwert, sodass die Ziellufttemperatur niedriger wird, wenn eine der Blaskapazität und der Heizkapazität, die durch die hintere Einstelleinheit eingestellt sind, ansteigt, und bestimmt wenigstens eine der Blaskapazität des vorderen Gebläses und der Einstellmenge der vorderen Einstelleinheit basierend auf der korrigierten Ziellufttemperatur. In diesem Fall kann das vordere Gebläse und die Einstellmenge der vorderen Einstelleinheit entsprechend der korrigierten Ziellufttemperatur exakt gesteuert werden. Deshalb kann das dem Fahrgast auf einem Vordersitz in der Fahrgastzelle gegebene Wärmegefühl effektiv verbessert werden.
Insbesondere bei einer niedrigen Außenlufttemperatur niedriger als die vorgegebene Temperatur wird die Ziellufttemperatur für die vordere Klimaeinheit durch Ändern des Korrekturwerts auf einer Minusseite niedriger geregelt. Deshalb kann, selbst wenn der hintere Heizer der hinteren Klimaeinheit betrieben wird, die zu dem Vordersitzbereich der Fahrgastzelle zu blasende Lufttemperatur auf die Solltemperatur geregelt werden.
Figurenliste
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Darin zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Fahrzeug-Klimaanlage mit einer vorderen Klimaeinheit und einer hinteren Klimaeinheit gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ein Blockschaltbild eines Steuersystems der in 1 dargestellten Fahrzeug-Klimaanlage; und
3 ein Flussdiagramm eines Steuerprozesses der Fahrzeug-Klimaanlage gemäß dem Ausführungsbeispiel.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES DERZEIT BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält, wie in 1 dargestellt, eine Fahrzeug-Klimaanlage (Zweifach-Klimaanlage) A eine vordere Klimaeinheit 1, die automatisch betrieben wird, eine hintere manuelle Heizeinheit 2 und eine hintere manuelle Kühleinheit 3. Eine hintere Klimaeinheit ist aus der hinteren manuellen Heizeinheit 2 und der hinteren manuellen Kühleinheit 3 aufgebaut. Ein Kühlkreislauf der vorderen Klimaeinheit 1 enthält einen Kältemittelkompressor zum Komprimieren eines Kältemittels, einen Kältemittelkondensator zum Kühlen und Kondensieren des Kältemittels, ein Auffanggefäß, ein Dekompressionsgerät und einen Verdampfapparat 112 zum Verdampfen des Kältemittels. Die Komponenten des Kühlkreislaufs sind durch ein Kältemittelrohr verbunden, um einen geschlossenen Kreislauf zu bilden. Insbesondere wird der Kältemittelkompressor durch einen Fahrzeugmotor durch eine Magnetkupplung angetrieben. Der Kältemittelkondensator kühlt und kondensiert das aus dem Kältemittelkompressor ausgegebene Kältemittel durch die durch einen Kühllüfter geblasene Luft. Das Auffanggefäß speichert vorübergehend das Kältemittel aus dem Kältemittelkondensator und fuhrt dem Dekompressionsgerät nur flüssiges Kältemittel zu. Das flüssige Kältemittel aus dem Auffanggefäß strömt in den Verdampfapparat 112, nachdem es in dem Dekompressionsgerät dekomprimiert wurde. Das Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, dekomprimiert durch das Dekompressionsgerät, wird in dem Verdampfapparat 112 durch Aufnehmen von Wärme aus der durch ein vorderes Gebläse 111 geblasenen Luft verdampft. Deshalb wird die durch den Verdampfapparat 112 strömende Luft gekühlt.
Die vordere Klimaeinheit 1 enthält ein vorderes Klimagehäuse 11 zum Definieren eines Luftkanals, eine Temperatureinstelleinheit 12, mehrere Sensoren 51-55 und eine Klimasteuereinheit (ECU) 13. Wie in 1 dargestellt, sind in dem vorderen Klimagehäuse 11 das Gebläse 111, der Verdampfapparat 112, ein Heizkern 113 und eine Luftmischklappe 16 vorgesehen. Das vordere Klimagehäuse 11 weist eine Lufteinleitungsöffnung (nicht dargestellt) und Luftauslässe 114-116 auf. Die Lufteinleitungsöffnung ist in dem Klimagehäuse 11 in einem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs 4 vorgesehen, sodass Innenluft (d.h. Luft innerhalb einer Fahrgastzelle) und/oder Außenluft (d.h. Luft außerhalb der Fahrgastzelle) wahlweise durch die Lufteinleitungsöffnung eingeleitet wird. Das Gebläse 111 saugt Luft von der Lufteinleitungsöffnung und bläst die angesaugte Luft stromabwärts. Die durch das Gebläse geblasene Luft wird durch den Verdampfapparat 112 gekühlt und durch den Heizkern 113 geheizt. Der Heizkern 113 ist in dem Klimagehäuse 11 stromab des Verdampfapparats 112 in Luftströmungsrichtung angeordnet. Ein Nebenkanal, durch welchen die Luft nach Durchlaufen des Verdampfapparats 112 an dem Heizkern 113 vorbeiströmt, ist vorgesehen. Ein Strömungsverhältnis zwischen der durch den Heizkern 113 strömenden Luft und der durch den Nebenkanal strömenden Luft wird durch eine Luftmischklappe 16 eingestellt, die stromauf des Heizkerns 113 angeordnet ist. Luft von dem Heizkern 113 und Luft aus dem Nebenkanal werden gemischt, sodass man eine klimatisierte Luft mit einer vorgegebenen Temperatur erhalten kann. Die klimatisierte Luft wird durch die Luftauslässe 114-116 zu dem Vordersitzbereich in der Fahrgastzelle geblasen, wie durch Pfeile 100 in 1 dargestellt.
Das Gebläse 111 enthält einen Zentrifugallüfter, der in einem Zentrifugalgebläsegehäuse angeordnet ist, und einen Gebläsemotor zum Antreiben des Zentrifugallüfters. Der Zentrifugallüfter wird mit einer Drehzahl entsprechend einer an den Gebläsemotor angelegten Spannung (z.B. 4-12 V) gedreht. Der Heizkern 113 heizt die in dem vorderen Klimagehäuse 11 strömende Luft unter Verwendung eines Motorkühlwassers als Wärmequelle. Ein Heißwasserkreislauf ist aus dem Heizkern 113, einem Kühlwasserkreis (nicht dargestellt) des Fahrzeugmotors und einem diese verbindenden Heißwasserrohr aufgebaut.
Die Temperatureinstelleinheit 12 ist an dem Armaturenbrett angeordnet, um so durch den Fahrgast auf dem Vordersitz betätigt zu werden. Deshalb kann die Temperatur in der Fahrgastzelle durch Betätigen der Temperatureinstelleinheit 12 eingestellt werden. Die mehreren Sensoren enthalten einen Innentemperatursensor 51, einen Außentemperatursensor 52, einen Sonneneinstrahlungssensor 53, einen Nachverdampfapparattemperatursensor 54 und einen Wassertemperatursensor 55. Der Innentemperatursensor 51 ist an einer vorgegebenen Position des Armaturenbretts angeordnet und erfasst eine Lufttemperatur (d.h. die Innenlufttemperatur Tr) an einer Vordersitzseite in der Fahrgastzelle. Der Außentemperatursensor 52 erfasst eine Lufttemperatur (d.h. die Außenlufttemperatur Tam) außerhalb der Fahrgastzelle. Der Sonneneinstrahlungssensor 53 erfasst eine in die Fahrgastzelle gelangende Sonneneinstrahlungsmenge Ts, und der Nachverdampfapparattemperatursensor 54 erfasst eine Temperatur (Nachverdampfapparattemperatur Te) der Luft direkt nach Durchströmen des Verdampfapparats 112. Der Wassertemperatursensor 55 erfasst eine Temperatur (die Wassertemperatur Tw) des Motorkühlwassers.
Die ECU 13 berechnet eine Ziellufttemperatur TAO, die zu dem Vordersitzbereich der Fahrgastzelle geblasen werden soll, mittels der folgenden Gleichung (1) basierend auf Messwerten der mehreren Sensoren 51-55 und einer Solltemperatur Tset in der Fahrgastzelle, die durch die Temperatureinstelleinheit 12 eingestellt wird: $TAO = Kset \times Tset - Kr \times Tr - Kam \times Tam - Ks \times Ts + C$
wobei Kset, Kr, Kam, Ks Verstärkungsfaktoren sind, Tset die Solltemperatur ist, und Tr, Tam und Ts die Messwerte der Sensoren sind.
Die hintere manuelle Heizeinheit 2 (hintere Klimaeinheit) ist aus einer Warmluftgebläseeinheit 21 und einer Leistungseinstelleinheit 22 aufgebaut. Die Warmluftgebläseeinheit 21 enthält eine Innenlufteinleitungsöffnung 211, aus der Innenluft eingeleitet wird, ein Warmluftgebläse (hinteres Gebläse) 213 zum Blasen der eingeleiteten Innenluft, einen hinteren Heizkern 214 und einen Warmluftauslass (hinterer Luftauslass) 212. Die Warmluftgebläseeinheit 21 ist unter einem Vordersitz der ersten Reihe angeordnet. Innenluft in der Fahrgastzelle wird aus der Innenlufteinleitungsöffnung 211 in die Warmluftgebläseeinheit 21 eingeleitet. Das Warmluftgebläse 213 bläst die angesaugte Innenluft stromabwärts. Der Heizkern 214 heizt die Luft aus dem Warmluftgebläse 211, und die erwärmte Luft von dem Heizkern 214 wird zu dem Rücksitzbereich in der Fahrgastzelle durch den hinteren Warmluftauslass 212 geblasen.
Die hintere manuelle Kühleinheit 3 ist aus einer Kaltluftgebläseeinheit (hintere Klimaeinheit) 31 und der Leistungseinstelleinheit 22 aufgebaut. Die Kaltluftgebläseeinheit 31 enthält eine Innenlufteinleitungsöffhung 311, ein Kaltluftgebläse (hinteres Gebläse) 313, einen Verdampfapparat 314 und einen Kaltluftauslass 312 (hinterer Luftauslass). Die Kaltluftgebläseeinheit 31 ist unter einem Sitz in der hintersten Reihe in der Fahrgastzelle angeordnet Innenluft in der Fahrgastzelle wird von der Innenlufteinleitungsöffnung 311 eingeleitet. Das Kaltluftgebläse 313 bläst die eingeleitete Innenluft stromabwärts in die Kaltluftgebläseeinheit 31. Der Verdampfapparat 314 kühlt die geblasene Luft, und die gekühlte Luft wird von dem Kaltluftauslass 312 zu dem Rücksitzbereich in der Fahrgastzelle geblasen. Bei diesem Ausführungsbeispiel enthält die Leistungseinstelleinheit 22 ein Heizleistungseinstellelement zum manuellen Einstellen einer Heizleistung des hinteren Heizkerns 214, ein Kühlleistungseinstellelement zum manuellen Einstellen einer Kühlleistung des hinteren Verdampfapparats 314 und ein Blasmengeneinstellelement zum Einstellen eines Luftblasniveaus (Lo, Me, Hi) des hinteren Gebläses 213, 313.
Der hintere Verdampfapparat 314 ist ebenfalls in dem gleichen Kühlkreislauf wie der vordere Verdampfapparat 112 des vorderen Klimagehäuses 11 vorgesehen. Jedes der Gebläse 213, 313 enthält einen Zentrifugallüfter und einen Gebläsemotor zum Antreiben des Zentrifugallüfters. Ferner wird jedes der Gebläse 213, 313 mit einer Drehzahl durch eine an den Gebläsemotor angelegte Spannung (z.B. 4-12 V) entsprechend dem Blasniveau (Lo, Me, Hi) der Warmluft oder Kaltluft, welches durch den Fahrgast auf dem Rücksitz eingestellt wird, gedreht. Kaltluft aus dem hinteren Verdampfapparat 314 strömt durch einen Luftkanal 315 zwischen einer Fahrzeuginnenseite und einer Karosserie und wird von einer Fahrzeugdecke zu der Rücksitzseite nach unten geblasen. Ferner sind in dem Ausführungsbeispiel das Heizleistungseinstellelement, das Kühlleistungseinstellelement und das Blasmengeneinstellelement miteinander in der Leistungseinstelleinheit 22 integriert. Der Fahrgast auf dem Rücksitz wählt entweder den Kühlbetrieb oder den Heizbetrieb und eines der Luftblasniveaus Lo, Me, Hi und OFF aus. Im allgemeinen ist die Leistungseinstelleinheit 22 an einer Rückseite der vorderen Mittelkonsole zwischen einem Fahrersitz und einem Beifahrersitz neben dem Fahrersitz angeordnet. Das Heiz/ Kühl-Betriebssignal und das Blasniveausignal, die durch die Leistungseinstelleinheit 22 eingestellt werden, werden der ECU 13 durch eine Verbindungsleitung 23 eingegeben.
Als nächstes wird ein Steuervorgang einer ECU 13 unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Wenn ein Klimaschalter (A/C-Schalter) der vorderen automatischen Klimaeinheit 1 eingeschaltet wird, wird die ECU 13 mit elektrischer Energie versorgt und die ECU 13 wird in Schritt S1 initialisiert. Dann liest die ECU 13 eine von der Temperatureinstelleinheit 12 gesendete Solltemperatur in Schritt S2 und liest die Sensorsignale von den mehreren Sensoren 51-55 in Schritt S3. in Schritt S4 berechnet die ECU 13 eine vorläufige Ziellufttemperatur TAO' unter Verwendung der folgenden Gleichung (2) basierend auf den Messwerten der mehreren Sensoren 51-55 und der durch die Temperatureinstelleinheit 12 eingestellten Solltemperatur der Fahrgastzelle: $TAO' = Kset \times Tset - Kr \times Tr - Kam \times Tam - Ks \times Ts + C$
wobei Kset, Kr, Kam, Ks Verstärkungsfaktoren sind, Tset die durch die Temperatureinstelleinheit 12 eingestellte Solltemperatur ist, und Tr, Tam, Ts Messwerte der Sensoren sind.
Wenn wenigstens eine der hinteren Klimaeinheiten 2, 3 (hintere A/C) eingeschaltet wird, d.h. wenn die Bestimmung in Schritt S5 „Y“ ist, geht das Steuerprogramm weiter zu Schritt S6. Wenn beide hintere Klimaeinheiten 2, 3 ausgeschaltet sind, d.h. wenn die Bestimmung in Schritt S6 „N“ ist, wird ein Korrekturwert Tr' der Ziellufttemperatur TAO in Schritt S7 auf 0°C gesetzt. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Korrektur der Ziellufttemperatur TAO durchgeführt, wenn wenigstens eine der hinteren Klimaeinheiten 2, 3 betrieben wird. In dem Beispiel von 3 wird die Korrektur der Ziellufttemperatur TAO durchgeführt, wenn die hintere manuelle Heizeinheit 2 betrieben wird.
In Schritt S6 wird der Korrekturwert Tr' der Ziellufttemperatur TAO basierend auf einer Beziehung zwischen der Außenlufttemperatur Tam und dem im voraus in einem ROM der ECU 13 gespeicherten Korrekturwert Tr' (Korrekturtemperatur) berechnet In dem Ausführungsbeispiel wird der Korrekturwert Tr', wie durch das Diagramm in Schritt S6 in 3 dargestellt, in einem Bereich einer hohen Außenlufttemperatur von minimal 20°C auf 0°C gesetzt, und der Korrekturwert Tr' wird in einem Bereich niedriger Außentemperatur von maximal 6°C auf -14°C gesetzt. In einem mittleren Temperaturbereich der Außenlufttemperatur Tam zwischen 6°C und 20°C wird mit niedriger werdender Außenlufttemperatur Tam eine das Temperaturgefühl des Fahrgastes auf dem Vordersitz beeinflussende Wärmestrahlungsmenge aus dem Warmluftauslass 212 nach und nach größer. Deshalb wird in dem Zwischentemperaturbereich mit sinkender Außenlufttemperatur Tam der Korrekturwert Tr' nach und nach von 0°C auf -14°C geändert.
In Schritt S8 wird die korrigierte Ziellufttemperatur TAO unter Verwendung der folgenden Gleichung (3) berechnet: $TAO = TAO' + Tr'$
In Schritt S9 wird die an das Gebläse 111 angelegte Spannung basierend auf einer Beziehung (nicht dargestellt) zwischen der korrigierten Ziellufttemperatur TAO und der an das Gebläse 111 angelegten Spannung bestimmt. In Schritt S10 wird ein Luftauslassmodus entsprechend der berechneten Ziellufttemperatur TAO basierend auf einer Beziehung (nicht dargestellt) zwischen der Ziellufttemperatur TAO und dem Luftauslassmodus bestimmt. In Schritt S11 wird ein Zielöffnungsgrad SW der Luftmischklappe 16 unter Verwendung der folgenden Gleichung (4) berechnet, sodass eine tatsächliche Temperatur der in die Fahrgastzelle zu blasenden Luft zu der berechneten Ziellufttemperatur TAO wird: $SW = [(TAO - Te) / (Tw - Te)] \times 100 (%)$
wobei SW der Zielöffnungsgrad der Luftmischklappe 16 ist, Te die Nachverdampfapparattemperatur ist, und Tw die Kühlwassertemperatur ist.
In Schritt S12 werden eine Innenluft/Außenluft-Wechselklappe zum Öffnen und Schließen der vorderen Innenlufteinleitungsöffnung und der vorderen Außenlufteinleitungsöffnung, die Luftmischklappe 16 und der Gebläsemotor basierend auf den den Motoren und Motorantriebsschaltungen jener Komponenten ausgegebenen Steuersignalen gesteuert Nach Ablauf einer vorgegebenen Steuerperiode (nicht dargestellt) kehrt das Steuerprogramm zu Schritt S1 zurück.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ändert die ECU 13 den Korrekturwert Tr' der Ziellufttemperatur TAO der vorderen Klimaeinheit 1 basierend auf der durch den Außentemperatursensor 52 erfassten Außenlufttemperatur Tam, wenn wenigstens eine der hinteren manuellen Heizeinheit 2 und der hinteren manuellen Kühleinheit 3 arbeitet. Der Grund hierfür ist wie folgt. Wenn zum Beispiel die Außenlufttemperatur sinkt, wird eine Wärmestrahlungsmenge der Luft aus dem hinteren Warmluftauslass 212 erhöht, wenn die hintere manuelle Heizeinheit 2 arbeitet. Deshalb wird eine Lufttemperatur in dem vorderen Klimabereich wegen der aus den hinteren Warmluftauslässen 212 geblasenen Warmluft an der Rücksitzseite schneller erhöht, und das dem Fahrgast auf dem Vordersitz gegebene Temperaturgefühl verändert sich. Insbesondere wird, wenn die Außenlufttemperatur Tam niedrig ist, die Ziellufttemperatur TAO der vorderen Klimaeinheit 1 durch Erhöhen der Korrekturtemperatur Tr' auf einer Minusseite niedriger gesteuert. Deshalb kann, selbst wenn die hintere manuelle Heizeinheit 2 in Betrieb ist, die Lufttemperatur auf der Vordersitzseite in der Fahrgastzelle auf der Solltemperatur gehalten werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die ECU 13 eine hintere Betriebsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Betriebszustandes des hinteren Gebläses 213, 313 auf. Wenn ferner die ECU 13 bestimmt, dass das hintere Gebläse 213 arbeitet, senkt die ECU 13 die Ziellufttemperatur TAO entsprechend einem Abfall der Außentemperatur, wenn die Außentemperatur niedriger als eine vorgegebene Temperatur ist. Wenn dagegen die ECU 13 bestimmt, dass das hintere Gebläse 213 stoppt, verhindert die ECU 13 eine Korrektur der Ziellufttemperatur TAO entsprechend der Außentemperatur, selbst wenn die Außentemperatur niedriger als die vorgegebene Temperatur ist. Deshalb kann, selbst wenn die hintere manuelle Heizeinheit 2, d.h. das hintere Gebläse 213 arbeitet, die Temperatur der zu dem vorderen Klimabereich der Fahrgastzelle geblasenen Luft in der vorderen Klimaeinheit 1 automatisch exakt geregelt werden.
Ferner führt die ECU 13 die oben beschriebene Korrektur der Ziellufttemperatur TAO durch, wenn ein Warmluftblasmodus (z.B. ein Fußmodus oder ein Doppelmodus), bei dem Warmluft zu der Rücksitzseite geblasen wird, in den hinteren Klimaeinheiten 21, 31 eingestellt ist. Zum Beispiel wird bei einer hohen Außenlufttemperatur ein Kaltluftblasmodus (Gesichtsmodus) ausgewählt. In diesem Modus wird Kaltluft aus dem Kaltluftauslass 312 geblasen, aber Warmluft wird nicht aus dem Warmluftauslass 212 geblasen. Weil im allgemeinen der Kaltluftblasmodus in der hinteren Klimaeinheit die Lufttempemtur auf der Vordersitzseite nicht wesentlich beeinflusst, ist die Korrektur der Ziellufttemperatur TAO der vorderen Klimaeinheit 1 nicht erforderlich. Deshalb kann in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Ziellufttemperatur TAO nur korrigiert werden, wenn die hintere manuelle Heizeinheit 2 arbeitet, ohne Bezug auf den Betrieb der hinteren manuellen Kühleinheit 3. Ferner wird in diesem Fall die Ziellufttemperatur TAO so korrigiert, dass sie niedriger wird, wenn das Luftblasniveau (Blasleistung) und/oder die Heizleistung, die durch die hintere Leistungseinstelleinheit 22 eingestellt werden, ansteigt. Deshalb können die Blasleistung des vorderen Gebläses 111, die Drehstellung der Luftmischklappe 16 und dergleichen basierend auf der korrigierten Ziellufttemperatur eingestellt werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Luftheizmenge durch den vorderen Heizkern 113 durch die Luftmischklappe 16 eingestellt. Jedoch kann die Luftheizmenge durch den vorderen Heizkern 113 auch durch eine Einstelleinheit zum Einstellen einer Strömungsmenge oder einer Temperatur von in den vorderen Heizkern 113 strömendem Heißwasser eingestellt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung vollständig in Zusammenhang mit ihren bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben worden ist, sind für den Fachmann selbstverständlich verschiedene Änderungen und Modifikationen offensichtlich.
Zum Beispiel ist in dem obigen Ausführungsbeispiel die hintere Klimaeinheit in die hintere manuelle Heizeinheit und die hintere manuelle Kühleinheit 3 aufgeteilt. Ohne darauf beschränkt zu sein, können jedoch die hintere manuelle Heizeinheit 2 und die hintere manuelle Kühleinheit 3 auch zusammen integriert sein, um die hintere Klimaeinheit in der vorliegenden Erfindung zu bilden. Ferner kann auch nur die hintere manuelle Heizeinheit 2 als die hintere Klimaeinheit vorgesehen sein.
In dem obigen Ausführungsbeispiel ist die Leistungseinstelleinheit 22 so ausgebildet, dass sie die Blasmenge der Warmluft und die Blasmenge der Kaltluft verändert. Ohne hierauf beschränkt zu sein, kann jedoch die Leistungseinstelleinheit 22 auch so ausgebildet sein, dass sie eine Heizleistung eines Heizkerns und eine Kühlleistung eines Verdampfapparats direkt erhöht und reduziert. Ferner kann die Leistungseinstelleinheit 22 auch so ausgebildet sein, dass sie sowohl die Kaltluft/Warmluft-Blasmenge als auch die Heiz/Kühl-leistung verändert.
Ferner kann in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die hintere Klimaeinheit eine hintere Auslassmoduseinstelleinrichtung zum Einstellen eines hinteren Auslassmodus aus einem Fußmodus zum Blasen von Luft zu einer hinteren unteren Seite, einem Gesichtsmodus zum Blasen von Luft zu einer hinteren oberen Seite und einem Doppelmodus zum Blasen von Luft zu sowohl der hinteren unteren Seite als auch der hinteren oberen Seite aufweisen. Wenn in diesem Fall der Fußmodus oder der Doppelmodus in der hinteren Klimaeinheit eingestellt wird, korrigiert die ECU 13 die Ziellufttemperatur basierend auf der Außenlufttemperatur Tam. Wenn dagegen in der hinteren Klimaeinheit der Gesichtsmodus eingestellt ist, verhindert die ECU 13 die Korrektur der Ziellufttemperatur entsprechend der Außenlufttemperatur Tam, selbst wenn die Außenlufttemperatur Tam niedriger als die vorgegebene Temperatur ist. Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung auf eine Zweifach-Klimaanlage mit einer vorderen automatischen Klimaeinheit und einer hinteren automatischen Klimaeinheit, die automatisch betrieben werden, angewendet werden.

Claims

Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einer Fahrgastzelle, mit einer vorderen Klimaeinheit (1), mit einem vorderen Klimagehäuse (11) zum Definieren eines vorderen Luftkanals, durch welchen Luft strömt, wobei das vordere Luftgehäuse eine Lufteinleitungsöffnung zum Einleiten von Luft außerhalb der Fahrgastzelle und von Luft innerhalb der Fahrgastzelle sowie einen Luftauslass (114, 115), aus dem Luft zu einem Vordersitzbereich der Fahrgastzelle geblasen wird, aufweist, einem vorderen Gebläse (111) zum Blasen der von der Lufteinleitungsöffnung eingeleiteten Luft, einem vorderen Heizer (113) zum Heizen der aus dem vorderen Gebläse geblasenen Luft, einer vorderen Einstelleinheit (16) zum Einstellen einer Luftheizmenge durch den vorderen Heizer, einer Messeinheit (51-55) zum Erfassen einer Umgebungsbedingung einschließlich einer Innentemperatur (Tr) der Fahrgastzelle und einer Außentemperatur (Tam) der Luft außerhalb der Fahrgastzelle, einer Temperatureinstelleinheit (12) zum Einstellen einer Solltemperatur in der Fahrgastzelle, und einer Steuereinheit (13) zum Bestimmen einer Ziellufttemperatur (TAO), die zu dem Vordersitzbereich geblasen werden soll, basierend auf der Solltemperatur und der durch die Messeinheit erfassten Umgebungsbedingung und zum Bestimmen einer Luftblasleistung des vorderen Gebläses und/oder einer Einstellmenge der vorderen Einstelleinheit basierend auf der Ziellufttemperatur; und einer hinteren Klimaeinheit (2, 3), mit einem hinteren Gebläse (211) zum Einleiten und Blasen von Luft innerhalb der Fahrgastzelle, einem hinteren Heizer (214) zum Heizen der durch das hintere Gebläse geblasenen Luft, und einer hinteren Einstelleinheit (22) zum manuellen Einstellen einer Blasleistung des hinteren Gebläses und/oder einer Heizleistung des hinteren Heizers, wobei die Steuereinheit die Ziellufttemperatur durch einen Korrekturwert korrigiert, sodass die Ziellufttemperatur niedriger wird, wenn eine von der Blasleistung und der Heizleistung, die durch die hintere Einstelleinheit eingestellt sind, größer wird, und wenigstens eine der Blasleistung des vorderen Gebläses und der Einstellmenge der vorderen Einstelleinheit basierend auf der korrigierten Ziellufttemperatur bestimmt; und dass die Steuereinheit den Korrekturwert der Ziellufttemperatur basierend auf der durch die Messeinheit erfassten Außentemperatur verändert.
Klimaanlage nach Anspruch 1, bei welcher die hintere Klimaeinheit ein hinteres Klimagehäuse zum Definieren eines hinteren Klimakanals enthält, durch welchen Luft strömt, wobei das hintere Klimagehäuse eine Lufteinleitungsöffnung (211) zum Einleiten von Luft innerhalb der Fahrgastzelle und einen hinteren Luftauslass (212), aus dem Luft zu einem Rücksitzbereich der Fahrgastzelle geblasen wird, aufweist; und der hintere Luftauslass des hinteren Klimagehäuses nahe des Vordersitzbereichs vorgesehen ist.
Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Steuereinheit den Korrekturwert auf 0°C setzt, wenn die Außentemperatur höher als eine erste vorgegebene Temperatur ist.
Klimaanlage nach Anspruch 3, bei welcher der Absolutwert des Korrekturwerts größer wird, wenn die Außentemperatur sinkt, und maximal wird, wenn die Außentemperatur niedriger ais eine zweite vorgegebene Temperatur niedriger als die erste vorgegebene Temperatur ist.
Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Steuereinheit eine hintere Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Betriebszustandes des hinteren Gebläses aufweist; wenn die Steuereinheit bestimmt, dass das hintere Gebläse arbeitet, die Steuereinheit die Ziellufttemperatur entsprechend einem Abfall der Außentemperatur senkt, wenn die Außentemperatur niedriger als eine vorgegebene Temperatur ist; und wenn die Steuereinheit bestimmt, dass das hintere Gebläse stoppt, die Steuereinheit eine Korrektur der Ziellufttemperatur entsprechend der Außenlufttemperatur verhindert, selbst wenn die Außenlufttemperatur niedriger als die vorgegebene Temperatur ist.
Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die vordere Klimaeinheit ferner einen vorderen Verdampfapparat (112) zum Kühlen der Luft enthält, der in dem vorderen Klimagehäuse stromauf des vorderen Heizers angeordnet ist.
Klimaanlage nach Anspruch 6, bei welcher die hintere Klimaeinheit ferner einen hinteren Verdampfapparat (314) zum Kühlen der zu dem Rücksitzbereich der Fahrgastzelle zu blasenden Luft enthält; und der vordere Verdampfapparat und der hintere Verdampfapparat in dem gleichen Kühlkreislauf aufgebaut sind.
Klimaanlage nach Anspruch 7, bei welcher die hintere Klimaeinheit eine hintere Auslassmoduseinsteileinrichtung zum Einstellen eines hinteren Auslassmodus aus einem Fußmodus zum Blasen der Luft zu einer hinteren unteren Seite, einem Gesichtsmodus zum Blasen der Luft zu einer hinteren oberen Seite und einem Doppelmodus zum Blasen der Luft zu sowohl der hinteren unteren Seite als auch der hinteren oberen Seite aufweist; und wenn in der hinteren Klimaeinheit der Fußmodus oder der Doppelmodus eingestellt ist, die Steuereinheit die Ziellufttemperatur korrigiert.
Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einer Fahrgastzelle, mit einer vorderen Klimaeinheit (1), mit einem vorderen Klimagehäuse (11) zum Definieren eines vorderen Luftkanals, durch welchen Luft strömt, wobei das vordere Klimagehäuse eine Lufteinleitungsöffnung zum Einleiten von Luft außerhalb der Fahrgastzelle und von Luft innerhalb der Fahrgastzelle sowie einen Luftauslass (114, 115), aus dem die zu einem Vordersitzbereich der Fahrgastzelle zu blasende Luft geblasen wird aufweist, einem vorderen Gebläse (111) zum Blasen der aus der Lufteinleitungsöffnung eingeleiteten Luft, einem vorderen Heizer (113) zum Heizen der von dem vorderen Gebläse geblasenen Luft, einer vorderen Einstelleinheit (16) zum Einstellen einer Luftheizmenge durch den vorderen Heizer, einer Messeinheit (51-55) zum Erfassen einer Umgebungsbedingung einschließlich einer Innentemperatur der Fahrgastzelle und einer Außentemperatur der Luft außerhalb der Fahrgastzelle, einer Temperatureinstelleinheit (12) zum Einstellen einer Solltemperatur in der Fahrgastzelle, und einer Steuereinheit (13) zum Bestimmen einer zu dem Vordersitzbereich geblasenen Ziellufttemperatur (TAO) basierend auf der Solltemperatur und der durch die Messeinheit erfassten Umgebungsbedingung und zum Bestimmen einer Luftblasleistung des vorderen Gebläses und/oder einer Einstellmenge der vorderen Einstelleinheit basierend auf der Ziellufttemperatur; und einer hinteren Klimaeinheit (2, 3), mit einem hinteren Gebläse (211) zum Einleiten und Blasen von Luft innerhalb der Fahrgastzelle, einem hinteren Heizer (214) zum Heizen der durch das hintere Gebläse geblasenen Luft, und einer hinteren Einstelleinheit (22) zum manuellen Einstellen einer Blasleistung des hinteren Gebläses, wobei die Steuereinheit die Ziellufttemperatur entsprechend einem Abfall der durch die Messeinheit erfassten Außentemperatur senkt, wenn die Außentemperatur niedriger als eine vorgegebene Temperatur ist.
Klimaanlage nach Anspruch 9, bei welcher die Steuereinheit eine hintere Betriebsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Betriebszustandes des hinteren Gebläses aufweist; und wenn die Steuereinheit bestimmt, dass das hintere Gebläse stoppt, die Steuereinheit ein Absenken der Ziellufttemperatur entsprechend dem Abfall der Außentemperatur verhindert, selbst wenn die Außenlufttemperatur niedriger als die vorgegebene Temperatur ist.
Klimaanlage nach Anspruch 9 oder 10, bei welcher die hintere Klimaeinheit ferner enthält: einen hinteren Verdampfapparat (314) zum Kühlen der zu dem Rücksitzbereich der Fahrgastzelle zu blasenden Luft; und eine hintere Auslassmoduseinstelleinrichtung zum Einstellen eines hinteren Auslassmodus aus einem Fußmodus zum Blasen der Luft zu einer hinteren unteren Seite, einem Gesichtsmodus zum Blasen der Luft zu einer hinteren oberen Seite und einem Doppelmodus zum Blasen der Luft zu sowohl der hinteren unteren Seite als auch der hinteren oberen Seite; und wenn der Fußmodus oder der Doppelmodus in der hinteren Klimaeinheit eingestellt wird, die Steuereinheit die Ziellufttemperatur korrigiert.