DE19704432C1 - Heizungs- oder Klimaanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizungs- oder Klimaanlage für Fahrzeuginnenräume gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Heizungs- oder Klimaanlage dieser Art (DE 36 10 188 C2) sind in einer im Armaturenbrett integrierten Bedienplatte der Bedienungseinheit zwei nebeneinanderliegende Mündungsöffnungen von zwei Mitteldüsen (Mitteldüse links, Mitteldüse rechts) für die Fahrer- und Beifahrerseite des Innenraums angeordnet, die jeweils von einem Gitter aus schwenkbaren Luftleitlamellen zur Einstellung der Ausströmrichtung der aus den Mitteldüsen austretenden Luft abgedeckt sind. Zwischen den beiden Mitteldüsen ist ein als Bedienrad ausgebildetes Temperatur-Einstellglied der Bedienungseinheit plaziert, dessen Einstellung über eine mechanische, pneumatische, hydraulische, elektrische oder elektromotorische Fernbetätigung die Öffnung einer sog. Mischklappe in der Mischkammer bewirkt, um durch anteiliges Öffnen der Kalt- und Warmluftzuführöffnungen die aus der Mischkammer ausströmende Luft zu temperieren. Rechts und links der beiden Mitteldüsen ist in der Bedienplatte jeweils ein weiteres, ebenfalls als Bedienrad ausgebildetes Luftmengen- Einstellglied angeordnet, mit welchem die über die Mitteldüsen und die beiden ebenfalls am Armaturenbrett angeordneten Seitendüsen der Fahrer- und Beifahrerseite getrennt zugeführte Luftmenge regulierbar ist. Vom Luftverteiler aus zu verschiedenen Düsen im Fahrzeuginnenraum führende Luftkanäle sind mit Steuerklappen ausgerüstet, die ebenso wie die Mischklappe von elektrischen, pneumatischen oder gleichwertig betätigten Stellmotoren geschwenkt werden. Außen-, Innenraum- und Kühlmitteltemperatur- Sensoren, das Temperatur- Einstellglied und elektrische Schalter sind an ein elektronisches Steuergerät angeschlossen, das von den Sensoren und dem Temperatur-Einstellglied eingehende Signalwerte verknüpft und programmgemäße Stellsignale an die Stellmotoren der Luftklappen gibt.

Bei einer als sog. Kompaktanlage ausgebildeten bekannten Klimaanlage (DE 39 28 944 C3) ragt der die Klimaanlage aufnehmende Klimakasten mit seinem Luftverteiler in den Fahrzeuginnenraum hinein und weist Luftaustrittsöffnungen auf, die über Entfrosterdüsen, Seitendüsen und Fußraumdüsen einen Lufteintritt an verschiedenen Stellen des Fahrgastraums ermöglichen. Die Mischkammer liegt oberhalb des hinter einem Wärmetauscher angeordneten Luftverteilers und ist mit diesem über eine Warmluftöffnung verbunden, die von einer Warmluftklappe gesteuert wird. Weiter weist die Mischkammer eine an einem Kaltluftkanal, in dem üblicherweise der Verdampfer der Klimaanlage angeordnet ist, angeschlossene Kaltluftöffnung auf, die von einer Kaltluftklappe gesteuert wird. Der Warm- und Kaltluftklappe ist jeweils ein Stellmotor zugeordnet, der die Luftklappe in Abhängigkeit von einer von einer Steuereinheit zugeführten Stellgröße einstellt, so daß mehr oder weniger Kalt- bzw. Warmluft über die Kaltluft- bzw. Warmluftöffnung in die Mischkammer einströmt und somit die über die an die Mischkammer angeschlossene Mitteldüse austretende Luft entsprechend den Vorstellungen der Fahrzeuginsassen temperiert wird. In der Steuereinheit sind Kennlinien abgespeichert, die einen bestimmten Zusammenhang zwischen Lufttemperatur und Luftmenge vorgeben. Die Steuereinheit ist mit einem Sollwertgeber für Temperatur und mit einem Sollwertgeber für die Luftmenge verbunden. Entsprechend den von den Fahrzeuginsassen eingestellten Sollwerten für Lufttemperatur und Luftmenge entnimmt die Steuereinheit den Kennlinien eine Stellgröße für die Warmluftklappe und eine Stellgröße für die Kaltluftklappe und gibt diese Stellgrößen an die Stellmotoren der beiden Luftklappen, die die zugeordnete Luftklappe entsprechend einstellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Heizungs- oder Klimaanlage für Fahrzeuginnenräume der eingangs genannten Art die Fertigungskosten ohne Einbußen an Bedienungskomfort zu senken.

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

Die erfindungsgemäße Heizungs- und Klimaanlage hat den Vorteil, bei getrennter Belüftung der Fahrer- und Beifahrerseite des Fahrzeuginnenraums die in die Mittelebene des Fahrzeuginnenraums einströmende Luft in Temperatur und Menge einstellen zu können, ohne daß hierzu an den Luftausströmern oder den verschiedenen Luftkanälen separate Absperr- oder Verteilerklappen vorgesehen werden müssen. Durch die Anbindung der Seitenkanäle für die Seitendüsen an die Mittelkanäle und nicht - wie bisher direkt an den Luftverteiler - können Mittel- und Seitendüsen luftklappenlos ausgeführt und die Einstellung der über diese Düsen ausströmenden Luft über ein gemeinsames Einstellglied für jede Seite des Fahrzeuginnenraums getrennt und zentral von jedem Vordersitz aus gesteuert werden. Dabei kann ein gemeinsames Temperatur-Einstellglied für beiden Seiten oder zwei getrennte Temperatur-Einstellglieder, jeweils eines für eine Seite, des Fahrzeuginnenraums vorgesehen werden. Die jeder Raumseite zugeführte Luftmenge wird durch jeweils ein Luftmengen- Einstellglied vorgegeben. Durch die den Luftklappen für Warm- und Kaltluft einer jeden Teilkammer der zweikammerigen Mischkammer zugeordnete Steuereinheit mit abgespeicherten Kennlinien ist dabei der mechanische Aufwand für die Lufttemperierung und -dosierung relativ gering.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Heizungs- oder 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. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:

Fig. 1 ausschnittweise eine Klimaanlage für getrennte Luftversorung von Fahrer- und Beifahrerseite eines Fahrzeuginnenraums in Draufsicht, teilweise geschnitten,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Klimaanlage in Fig. 1, teilweise geschnitten,

Fig. 3 eine Draufsicht einer modifizierten Bedieneinheit der Klimaanlage in Fig. 1.

Die in Fig. 2 in Einbaulage und in Seitenansicht und in Fig. 1 ausschnittweise in Draufsicht und jeweils teilweise geschnitten und in schematischer Darstellung zu sehende Klimaanlage weist ein Gebläse 11, einen Verdampfer 12 und einen Wärmetauscher 13 auf, die stromabwärts des Gebläsestroms in der genannten Reihenfolge in einem Klimakasten 10 angeordnet sind. Im Klimakasten 10 ist ein Luftverteiler 14 mit integrierter Mischkammer 15 ausgebildet, der von dem über den gesamten lichten Querschnitt des Klimakastens 10 sich erstreckenden Wärmetauscher 13 in einen den Verdampfer 12 zugekehrten vorderen Raumabschnitts 16 und einen vom Verdampfer 12 aus gesehen hinter dem Wärmetauscher 13 liegenden hinteren Raumabschnitt 17 unterteilt ist. Im oberen Bereich des Luftverteilers 14 ist die in zwei Teilkammern 151, 152 unterteilte Mischkammer 15 angeordnet, die mit dem vorderen Raumabschnitt 16 über zwei quer zur Luftströmungsrichtung nebeneinander liegende Kaltluftöffnungen 18, 19 und mit dem hinteren Raumabschnitt 17 über zwei Warmluftöffnungen 20, 21 verbunden ist. Jeweils eine Kalt- und Warmluftöffnung 18 und 20 bzw. 19 und 21 münden in einer Teilkammer 151 bzw. 152 der Mischkammer 15. Jede Kaltluftöffnung 18, 19 wird mittels einer Kaltluftklappe 22 bzw. 23 und jede Warmluftöffnung 20, 21 wird mittels einer Warmluftklappe 24 bzw. 25 gesteuert. Jede der Luftklappen 22-25 wird von einem Stellmotor 26 zur Schwenkbewegung um ihre Schwenkachse angetrieben. Die Warmluftöffnungen 20, 21 sind dabei jeweils in einem von zwei den Wärmetauscher 13 umgehenden Umgehungskanälen 27, 28 ausgebildet. Die Umgehungskanäle 27, 28 gehen von dem hinteren Raumabschnitt 17 aus, führen jeweils seitlich an dem Wärmetauscher 13 vorbei und münden in jeweils einer Teilkammer 151, 152 der Mischkammer 15. In jedem Umgehungskanal 27 bzw. 28 ist eine Luftaustrittsöffnung 29 für eine Fonddüse und eine Luftaustrittsöffnung 30 für eine Fußraumdüse vorgesehen, wobei jeweils eine Fond- und Fußraumdüse in der Fahrer- und Beifahrerseite des Fahrzeuginnenraums angeordnet sind.

Von der Oberseite der Mischkammer 15 gehen zwei Luftkanäle 31, 32 ab (und zwar je ein Luftkanal 31 bzw. 32 von je einer Teilkammer 151 bzw. 152), die in einem Anschlußstutzen 33 bzw. 34 für je eine Mitteldüse 35 bzw. 36 münden. Die beiden Mitteldüsen 35, 36 sind mit ihren von einem Gitter oder Lamellensystem abgedeckten Düsenöffnungen in der Bedienplatte 37 einer Bedieneinheit 38 für die Klimaanlage nebeneinander angeordnet und über je eine Verbindungsleitung 39 bzw. 40 mit den Anschlußstutzen 33, 34 verbunden. Die Bedienplatte 37 ist in bekannter Weise mittig im Armaturenbrett 41 des Fahrzeuginnenraums integriert. Gleichfalls im Armaturenbrett 41, und zwar nahe jeweils der linken und rechten Fahrzeugscheibe, liegen die Mündungsöffnungen von zwei ebenfalls mit einem Gitter oder Lamellensystem abgedeckten Seitendüsen 42 und 43, die an zwei zu dem Klimakasten 10 führenden Verbindungsleitungen 44, 45 angeschlossen sind. Von jedem Luftkanal 31 bzw. 32 zweigt ein Luftkanal 46 bzw. 47 ab, der von einem Anschlußstutzen 48 bzw. 49 umschlossen ist. Auf den Anschlußstutzen 48 ist die zu der Seitendüse 42 auf der Fahrerseite führende Verbindungsleitung 44 und auf den Anschlußstutzen 49 die zu der Seitendüse 43 auf der Beifahrerseite führende Verbindungsleitung 45 jeweils aufgesteckt.

Zur Luftkonditionierung sowohl auf der Fahrer- als auch auf der Beifahrerseite des Fahrzeuginnenraums weist die Bedieneinheit 38 ein Temperatur-Einstellglied 50 und zwei Luftmengen-Einstellglieder 51, 52 auf, die in Form von Stellrädern in der Bedienplatte 37 angeordnet sind. Das Temperatur-Einstellglied 50 ist dabei zwischen den beiden Mitteldüsen 35, 36 plaziert, während das Luftmengen- Einstellglied 51 für die Fahrerseite links der Mitteldüse 35 und das Luftmengen-Einstellglied 52 für die Beifahrerseite rechts der Mitteldüse 36 plaziert ist. Die Einstellglieder 50-52 dienen als Sollwertgeber für ein Steuergerät 53, das zwei Steuereinheiten 531 und 532 aufweist. Jeweils eine Steuereinheit 531 bzw. 532 ist für die Luftkonditionierung auf der Fahrer- bzw. Beifahrerseite zuständig und daher der linken Teilkammer 151 bzw. der rechten Teilkammer 152 der Mischkammer 15 zugeordnet. Im einzelnen sind die Sollwerteingänge der Steuereinheit 531 mit dem Luftmengen-Einstellglied 51 und dem Temperatur-Einstellglied 50 und die Steuerausgänge der Steuereinheit 531 mit den Stellmotoren 26 für die in der linken Teilkammer 151 angeordneten Kaltluftklappe 22 und Warmluftklappe 24 verbunden. In gleicher Weise sind die Sollwerteingänge der Steuereinheit 532 mit dem Luftmengen- Einstellglied 52 und dem Temperatur-Einstellglied 50 und die Steuerausgänge der Steuereinheit 532 mit den Stellmotoren 26 der der rechten Teilkammer 152 zugeordneten Kaltluftklappe 23 und Warmluftklappe 25 verbunden. In jeder Steuereinheit 531 bzw. 532 sind Kennlinien abgespeichert, die einen bestimmten Zusammenhang zwischen Luftmenge und Lufttemperatur angeben. Eine solche Steuereinheit mit abgespeicherten Kennlinien ist beispielsweise in der DE 39 28 944 C3 angegeben und ausführlich beschrieben, so daß insoweit hierauf Bezug genommen werden kann. Jede Steuereinheit 531 bzw. 532 entnimmt nunmehr anhand der von den Einstellgliedern 50-52 als Sollwertvorgabe ausgehenden Signalwerte aus den abgespeicherten Kennlinien eine bestimmte Stellgröße für die Kaltluftklappe 22 bzw. 23 und eine bestimmte Stellgröße für die Warmluftklappe 24 bzw. 25 und legt diese Stellgröße an den zugeordneten Stellmotor 26, wie dies in der DE 39 28 944 C3 im einzelnen unter Bezugnahme auf die dortige Fig. 2 beschrieben ist. Der jeweilige Stellmotor 26 schwenkt entsprechend der angelegten Stellgröße die zugeordnete Luftklappe 22-25 in definierte Öffnungsstellungen, in welchen die über die Kaltöffnung 18 bzw. 19 und die Warmluftöffnung 20 bzw. 21 in die Teilkammer 151 bzw. 152 einströmenden Luftströme in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen, so daß die in der Bedieneinheit 38 getrennt für die Fahrer- und Beifahrerseite angewählte Luftkonditionierung hergestellt wird.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist nur einziges Temperatur-Einstellglied 50 vorgesehen, das die Temperatur für Fahrer- und Beifahrerseite auf das gleiche Niveau einstellt. Will man eine getrennte Temperatureinstellung ermöglichen, so wird jeder Seite des Fahrzeuginnenraums ein separates Temperatur-Einstellglied 501 bzw. 502 zugeordnet, wie dies in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 dargestellt ist. Das Temperatur-Einstellglied 501 für die Fahrerseite wird dabei an den Sollwerteingang der Steuereinheit 531 und das Temperatur- Einstellglied 502 für die Beifahrerseite an den Sollwerteingang der Steuereinheit 532 angeschlossen. Im übrigen ist der Aufbau und die Funktionsweise der so modifizierten Klimaanlage identisch wie vorstehend beschrieben.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es nicht zwingend erforderlich, daß in jeder Steuereinheit 531, 532 Kennlinien für den Zusammenhang von Luftmenge und Lufttemperatur abgespeichert sind. Es genügt eine einzige Niederlegung von Kennlinien, auf die beide Steuereinheiten 531 und 532 Zugriff haben.

Mit Wegfall des Verdampfers 12 im Klimakasten 10 arbeitet die beschriebene Anlage als reine Heizungsanlage.

Claims (3)

1. Heizungs- oder Klimaanlage für Fahrzeuginnenräume mit in der Mittelebene des Fahrzeuginnenraums, insbesondere im Armaturenbrett, angeordneten Luftausströmern, die für Fahrer- und Beifahrerseite getrennt, jeweils eine über Luftkanäle mit einem Luftverteiler verbundene Mittel- und Seitendüse umfassen, mit einer im Luftverteiler integrierten Mischkammer, die luftklappengesteuerte Zuführöffnungen für Kalt- und Warmluft und mindestens eine Auslaßöffnung aufweist, mit einer Bedieneinheit, die mindestens ein Temperatur-Einstellglied und zwei Luftmengen-Einstellglieder für getrennte Luftkonditionierung auf der Fahrer- und Beifahrerseite aufweist, und mit einem Steuergerät zum Verknüpfen von Signalwerten der Einstellglieder und programmgemäßen Ansteuern von Stellmotoren zum Einstellen von Luftklappen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (15) in zwei voneinander getrennte Teilkammern (151, 152) unterteilt ist, von denen jede eine mittels einer separaten Luftklappe (22-25) gesteuerte Kalt- und Warmluftöffnung (20, 21 bzw. 22, 23) und eine an einem zu einer der Mitteldüsen (35, 36) führenden Luftkanal (Mittelkanal 31, 32) angeschlossene Auslaßöffnung aufweist, das von jedem Mittelkanal (31, 32) ein zu einer der beiden Seitendüsen (42, 43) führender Luftkanal (Seitenkanal 46, 47) abgezweigt ist, daß jeder Luftklappe (22-25) der beiden Teilkammern 151, 152) ein an das Steuergerät (53) angeschlossener Stellmotor (26) zugeordnet ist und daß das Steuergerät (53) zwei Steuereinheiten (531, 532) mit Zugriff auf abgespeicherte Kennlinien, die einen gewünschten Zusammenhang zwischen Luftmenge und Lufttemperatur angeben, aufweist, von denen jeweils eine einer Teilkammer (151, 152) der Mischkammer (15) zugeordnet und so ausgebildet ist, daß sie anhand der Signalwerte von Temperatur-Einstellglied (50; 501, 502) und Luftmengen-Einstellglied (51, 52) aus den Kennlinien entnommene Stellgrößen an die beiden Stellmotoren (26) für die einer Teilkammer (151, 152) zugeordneten beiden Luftklappen (22, 24 bzw. 23, 25) legt.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedieneinheit (38) für Fahrer- und Beifahrerseite je ein Luftmengen-Einstellglied (51, 52) und ein gemeinsames Temperatur-Einstellglied (50) aufweist und daß ein Luftmengen- Einstellglied (51, 52) an einer Steuereinheit (531, 532) und das Temperatur-Einstellglied (50) an beide Steuereinheiten (531, 532) angeschlossen ist.

3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedieneinheit (38) für Fahrer- und Beifahrerseite je ein Luftmengen-Einstellglied (51, 52) und ein Temperatur- Einstellglied (501, 502) aufweist und daß das Luftmengen- Einstellglied (51 bzw. 52) und das Temperatur-Einstellglied (501 bzw. 502) für die Fahrer- und Beifahrerseite mit einer der beiden Steuereinheiten (531, 532) verbunden sind.