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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Klimaanlage, bei welcher die Temperatur von aus einem Gesichtsluftauslass geblasener Luft ausgehend von einer Solltemperatur auf eine maximale Kühltemperatur geändert werden kann.
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Wie in 4 gezeigt, umfasst eine herkömmliche Fahrzeug-Klimaanlage eine Warmluftverschlussklappe 110 zum öffnen und Schließen eines Warmluftdurchlasses, und eine Kühlluftumgehungsklappe 100, welche die Temperatur von aus dem Gesichtsluftauslass geblasener Luft ausgehend von einer Solltemperatur auf eine maximale Kühltemperatur ändern kann. Die Kühlluftumgehungsklappe 100 öffnet und schließt einen Kühlluftdurchlass, durch welchen Luft, die durch einen Verdampfer 130 geströmt ist, einen Heizerkern 120 umgeht. Wenn die Kühlluftumgehungsklappe 100 den Kühlluftdurchlass öffnet, strömt ein Teil der durch den Verdampfer 130 geströmten Luft durch den Kühlluftdurchlass unter Umgehung des Heizerkerns 120 und er strömt direkt in Richtung auf den Gesichtsluftauslass.
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Die Warmluftverschlussklappe 110 öffnet und schließt den Warmluftdurchlass, durch welchen durch den Heizerkern 120 geheizte Luft in Richtung auf den Gesichtsluftauslass strömt. Die Warmluftverschlussklappe 110 ist betriebsmäßig mit der Kühlluftumgehungsklappe 100 verbunden. Das heißt, die Warmluftverschlussklappe 110 öffnet den Warmluftdurchlass, wenn die Kühlluftumgehungsklappe 100 den Kühlluftdurchlass schließt, und die Warmluftverschlussklappe 110 verschließt den Warmluftdurchlass, wenn die Kühlluftumgehungsklappe 100 den Kühlluftdurchlass vollständig öffnet. Wenn ein Öffnungsgrad des Kühlluftdurchlasses durch die Kühlluftumgehungsklappe 100 größer wird, wird der Öffnungsgrad des Warmluftdurchlasses durch die Warmluftverschlussklappe 110 kleiner, wodurch die Temperatur von Luft, die aus dem Gesichtsluftauslaß geblasen wird, verringert wird.
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Wenn bei der herkömmlichen Klimaanlage der Gesichtsluftauslaß geschlossen ist, wenn sowohl der Kühlluftdurchlaß wie der Warmluftdurchlaß durch die Kühlluftumgehungsklappe 100 und die Warmluftverschlussklappe 110 geöffnet sind, strömt ein Teil von Kühlluft, die in dem Verdampfer 130 abgekühlt wird, in entgegengesetzter Richtung aus dem Kühlluftdurchlaß zu dem Warmluftdurchlaß. Die Temperatur von aus einem weiteren Luftauslaß geblasener Luft, wie etwa aus dem Fußluftauslaß und dem Entfrosterluftauslaß geblasener Luft wird damit verringert. Bei der herkömmlichen Klimaanlage ist eine Klappe 140 vorgesehen, um die entgegengesetzte Strömung von Kühlluft zu verhindern, und die Klappe 140 wird durch Luftdruck bewegt. Das heißt, wenn der Gesichtsluftauslaß geöffnet ist, wie in 4 gezeigt, öffnet die Klappe 140 den Warmluftdurchlaß aufgrund des Luftdrucks in Richtung auf den Gesichtsluftauslaß. Wenn andererseits der Gesichtsluftauslaß geschlossen ist, wie in 5 gezeigt, schließt die Klappe 140 den Warmluftdurchlaß aufgrund des Gegenluftdrucks, wie in 5 durch einen Pfeil gezeigt. Da bei der herkömmlichen Klimaanlage die Klappe 140 vorgesehen ist, ist jedoch die Anzahl von Bauteilen der Klimaanlage erhöht, und ein Raum zum Drehen der Klappe 140 ist ebenfalls erforderlich, und die Klimaanlage besitzt eine größere Größe.
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DE 196 32 174 A1 beschreibt eine Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einer Fahrgastzelle mit einer Rückschlagklappe in einem Luftkanal.
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Angesichts der vorstehend angesprochenen Probleme besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Fahrzeug-Klimaanlage bereitzustellen, welche eine relativ geringe Größe und geringe Bauteileanzahl hat und verhindert, daß kühle Luft in dem Kühlluftdurchlaß in entgegengesetzter Richtung in den Warmluftdurchlaß strömt.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Demnach schafft die vorliegende Erfindung eine Fahrzeug-Klimaanlage mit einer Kühlluftumgehungsklappe zum öffnen und Schließen eines Kühlluftdurchlasses und einer Warmluftverschlußklappe zum öffnen und Schließen eines Warmluftdurchlasses, die derart betriebsmäßig durch eine Verbindungseinheit verbunden bzw. gekoppelt sind, daß die Warmluftverschlußklappe in einer Richtung zum Schließen des Warmluftdurchlasses bewegt wird, wenn die Kühlluftumgehungsklappe in einer Richtung zum öffnen des Kühlluftdurchlasses bewegt wird, und die Warmluftverschlußklappe wird in einer Richtung zum öffnen des Warmluftdurchlasses aufgrund einer ersten Druckkraft von Luft, die in Richtung auf den Gesichtsluftauslaß strömt, bewegt, wenn die Kühlluftumgehungsklappe in einer Richtung zum Schließen des Kühlluftdurchlasses bewegt wird. Außerdem schließt die Warmluftverschlußklappe den Warmluftdurchlaß ungeachtet der Bewegungsposition der Kühlluftumgehungsklappe, wenn eine zweite Druckkraft, entgegengesetzt zu der ersten Druckkraft, an die Warmluftverschlußklappe angelegt ist. Das heißt, wenn der Gesichtsluftauslaß geöffnet ist, wird die Warmluftverschlußklappe in Übereinstimmung mit dem Betrieb bzw. der Betätigung der Kühlluftumgehungsklappe betätigt. Je größer der Öffnungsgrad der Kühlluftumgehungsklappe ist, desto kleiner ist beispielsweise der Öffnungsgrad der Warmluftverschlußklappe. Die Temperatur der Luft, die aus dem Gesichtsluftauslaß geblasen wird, kann damit ausgehend von einer Solltemperatur auf die maximale Kühltemperatur durch die Kühlluftumgehungsklappe während einer Gesichtsbetriebsart geändert werden. Wenn andererseits der Gesichtsluftauslaß geschlossen ist, wird die zweite Druckkraft an die Warmluftverschlußklappe angelegt, und in diesem Fall schließt die Warmluftverschlußklappe ungeachtet der Bewegungsposition der Kühlluftumgehungsklappe den Warmluftdurchlaß und verhindert dadurch, daß ein Teil der Kühlluft in dem Kühlluftdurchlaß in den Warmluftdurchlaß geleitet wird. Infolge davon besitzt die Klimaanlage eine relativ geringe Größe und Bauteileanzahl, während verhindert wird, daß Kühlluft im Kühlluftdurchlaß in entgegengesetzter Richtung in den Warmluftdurchlaß strömt.
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Die Verbindungseinheit umfaßt bevorzugt einen Stift, der dahingehend beweglich ist, durch entweder die Kühlluftumgehungsklappe oder die Warmluftverschlußklappe angetrieben zu werden, und der Stift befindet sich im Eingriff mit einer Verbindungs- bzw. Gelenksnut, die in der anderen dieser Klappen, der Kühlluftumgehungsklappe oder der Warmluftverschlußklappe, vorgesehen ist. Der Stift der Verbindungseinheit steht im Eingriff mit der Verbindungsnut derart, daß die Warmluftverschlußklappe auf eine Verschlußposition beschränkt ist, in welcher der Warmluftdurchlaß vollständig geschlossen ist, wenn die Kühlluftumgehungsklappe in eine vollständige Öffnungsposition bewegt wird, in welcher der Kühlluftdurchlaß vollständig geöffnet ist. Außerdem ist der Stift relativ zu der Verbindungsnut in einem beweglichen Bereich derart beweglich, daß die Warmluftverschlußklappe in dem beweglichen Bereich beweglich ist, wenn die Kühlluftumgehungsklappe aus der vollständigen Öffnungsposition in Richtung zum Schließen des Kühlluftdurchlasses betätigt ist. Die Verbindungseinheit vermag damit die Kühlluftumgehungsklappe mit der Warmluftverschlußklappe durch eine einfache Struktur bzw. einen einfachen Aufbau betriebsmäßig zu verbinden bzw. zu verknüpfen.
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Nachfolgend werden Ausführungsformen anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert; es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer Fahrzeug-Klimaanlage gemäß einer bevorzugten Ausführungsform,
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2 eine schematische Schnittansicht einer Kühlluftumgehungsklappe und einer Warmluftverschlußklappe einer Fahrzeug-Klimaanlage, wenn der Gesichtsluftauslass in Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform geöffnet ist,
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3 eine schematische Schnittansicht einer Kühlluftumgehungsklappe und einer Warmluftverschlußklappe einer Fahrzeug-Klimaanlage, wenn der Gesichtsluftauslass in Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform geschlossen ist,
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4 eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Klimaanlage, wenn ein Gesichtsluftauslass geöffnet ist, und
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5 eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Klimaanlage, wenn der Gesichtsluftauslass geschlossen ist.
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Die Ausführungsform wird nunmehr anhand von 1 bis 3 erläutert.
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Bei der nunmehr erläuterten Ausführungsform ist die vorliegende Klimaanlage als typisches Anwendungsbeispiel auf eine Fahrzeug-Klimaanlage angewendet. Wie in 1 gezeigt, umfasst die Klimaanlage eine Gebläseeinheit 1 zum Blasen von Luft, und eine Klimatisierungseinheit 2, die integral mit der Gebläseeinheit 1 gebildet ist. Die Klimatisierungseinheit 2 umfasst ein Gehäuse 3 zum Bilden eines Luftdurchlasses, durch welchen Luft in die Fahrgastzelle des Fahrzeugs geblasen wird.
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Das Gehäuse 3 der Klimatisierungseinheit 2 weist einen Entfrosterluftauslaß 4 zum Blasen von Luft in Richtung auf die Windschutzscheibe auf, einen Gesichtsluftauslaß 5 zum Blasen von Luft in Richtung auf den vorderen oberen Teil der Fahrgastzelle, einen hinteren Gesichtsluftauslaß 6 zum Blasen von Luft in Richtung auf den hinteren oberen Teil der Fahrgastzelle, einen Fußluftauslaß 7 zum Blasen von Luft in Richtung auf den vorderen unteren Teil der Fahrgastzelle, und einen hinteren Fußluftauslaß 8 zum Blasen von Luft in Richtung auf den unteren hinteren Teil der Fahrgastzelle. Diese Auslässe 4 bis 8 werden durch Klappen geöffnet bzw. geschlossen. Beispielsweise wird der Gesichtsluftauslaß 5 durch eine Gesichtsklappe 9 geöffnet und geschlossen.
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Innerhalb des Gehäuses 3 der Klimatisierungseinheit 2 sind Bauteile, wie etwa ein Verdampfer 10, ein Heizerkern 11, eine Kühlluftumgehungsklappe 12 und eine Warmluftverschlußklappe 13 angeordnet. Der Verdampfer 10 kühlt Luft, welche dort hindurchtritt bzw. -strömt durch Durchführen eines Wärmeaustausches zwischen Niedrig-Temperaturkühlmittel, das darin strömt, und Luft. Der Heizerkern 11 ist auf der stromabwärtigen Seite des Verdampfers 10 angeordnet, um Luft zu erhitzen, die dort hindurch strömt, und zwar unter Verwendung von heißem Wasser (Motorkühlwasser), welches darin strömt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein Durchsatzsteuerventil zum Steuern des Durchsatzes des heißen Wassers in einem Warmwasserschlauch zum Zuführen von heißem Wasser in den Heizerkern 11 derart vorgesehen, dass die Temperatur der in die Fahrgastzelle geblasenen Luft durch das Durchsatzsteuerventil gesteuert wird.
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Wie in 2 gezeigt, öffnet die Kühlluftumgehungsklappe 12 und schließt einen Kühlluftumgehungsdurchlaß 14, durch welchen Luft, die durch den Verdampfer 10 geströmt ist, den Heizerkern 11 umströmt bzw. umgeht. Die Kühlluftumgehungsklappe 12 ist angeordnet, um sich in einem vorbestimmten Bereich um eine Drehwelle 12A zu drehen. Wenn die Kühlluftumgehungsklappe 12 den Kühlluftdurchlaß 14 öffnet, strömt ein Teil der Luft, welche in dem Verdampfer 10 abgekühlt wurde, durch den Kühlluftdurchlaß 14 unter Umgehung des Heizerkerns 11. Wenn die Kühlluftumgehungsklappe 12 den Kühlluftumgehungsdurchlaß 14 mit einem großen Öffnungsgrad öffnet, kann deshalb die Temperatur der Luft, die aus dem Gesichtsluftauslaß 5 geblasen wird, verringert werden. Die Kühlluftumgehungsklappe 12 kann durch einen Fahrgast in der Fahrgastzelle manuell betätigt werden.
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Wie in 2 gezeigt, öffnet und schließt die Warmluftverschlußklappe 13 einen Warmluftdurchlaß 15, durch welchen Luft, die durch den Heizerkern 11 geströmt ist, in Richtung auf den Gesichtsluftauslaß 5 strömt. Die Warmluftverschlußklappe 13 ist angeordnet, um sich um eine Drehwelle 13A in einem vorbestimmten Drehbereich zu drehen. Die Warmluftverschlußklappe 13 ist beweglich mit der Kühlluftumgehungsklappe 12 durch ein Verbindungsgelenk 16 verbunden.
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Das Verbindungsgelenk 16 weist erste und zweite Stifte 16a, 16b an beiden Enden auf. Der erste Stift 16a steht drehbar im Eingriff mit einem Haken 12a, der in der Kühlluftumgehungsklappe 12 vorgesehen ist, und der zweite Stift 16b steht im Eingriff mit einer kreisbogenförmigen Gelenk- bzw. Verbindungsnut 17, die in der Warmluftverschlußklappe 13 vorgesehen ist.
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Als nächstes wird die Arbeitsweise des Verbindungsgelenks 16 erläutert. Wenn die Kühlluftumgehungsklappe 12 in einer in 2 durch einen Pfeil ”a” bezeichneten Richtung betätigt wird, so daß der Kühlluftumgehungsdurchlaß 14 geöffnet ist, kontaktiert der zweite Stift 16b des Verbindungsgelenks 16 ein Seitenende der Gelenknut 17, um die Warmluftverschlußklappe 13 zu stoßen, die mit der Gelenknut 13 versehen ist.
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Die Warmluftverschlußklappe 13 wird damit in einer in 2 durch einen Pfeil ”d” gezeigten Richtung betätigt, um den Warmluftdurchlaß 15 in Übereinstimmung mit der Betätigung der Kühlluftumgehungsklappe 12 zu schließen.
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Wenn andererseits die Kühlluftumgehungsklappe 12 in einer in 2 durch einen Pfeil ”b” bezeichneten Richtung betätigt wird, um den Kühlluftumgehungsdurchlaß 14 zu schließen, wird der zweite Stift 16b des Verbindungsgelenks 16 in Richtung auf das andere Seitenende der Gelenknut 17 derart bewegt, daß der zweite Stift 16b relativ zu der Gelenknut 17 in einem beweglichen Bereich bzw. Bewegungsbereich bewegt wird. Die Warmluftverschlußklappe 13 kann damit im beweglichen Bereich bzw. Bewegungsbereich des zweiten Stifts 16b bewegt werden. Wenn der zweite Stift 16b in der Gelenknut 17 bewegt wird, kann die Warmluftverschlußklappe 13 in einer in 2 durch einen Pfeil ”c” bezeichneten Richtung aufgrund des Drucks von Luft gedreht werden, welche in Richtung auf den Gesichtsluftauslaß 5 strömt, so daß der Warmluftdurchlaß 15 durch die Warmluftverschlußklappe 13 geöffnet werden kann.
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Wenn der Gesichtsluftauslaß 5 bei Änderung einer Luftauslaßbetriebsart geschlossen wird, wenn die Kühlluftumgehungsklappe 12 den Kühlluftumgehungsdurchlaß 14 öffnet, wird ein Gegenluftdruck an die Warmluftverschlußklappe 13 angelegt, weil den Heizerkern 11 umgehende Kühlluft in entgegengesetzter Richtung in den Warmluftdurchlaß 15 strömt. Die Warmluftverschlußklappe 13 schließt damit den Warmluftdurchlaß 15 ungeachtet der Drehposition der Luftumgehungsklappe 12.
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Wenn eine Gesichtsbetriebsart derart gewählt ist, daß die Gesichtsklappe 9 den Gesichtsluftauslaß 5 öffnet, wird klimatisierte Luft, deren Temperatur in Übereinstimmung mit einer Solltemperatur eingestellt ist, in die Fahrgastzelle aus dem Gesichtsluftauslaß 5 geblasen. Wenn die Temperatur von Blasluft gewählt bzw. eingestellt wird, während die Kühlluftumgehungsklappe 12 den Kühlluftumgehungsdurchlaß 14 schließt, kann die Temperatur von aus dem Gesichtsluftauslaß 5 geblasener Luft durch den Öffnungsgrad des Kühlluftumgehungsdurchlasses 14 geändert werden. Das heißt, wenn die Kühlluftumgehungsklappe 12 den Kühlluftumgehungsdurchlaß 14 öffnet, strömt ein Teil der Kühlluft, die in dem Verdampfer 12 abgekühlt wurde, direkt in Richtung auf den Gesichtsluftauslaß 5 unter Umgehung des Heizerkerns 11. Da der Öffnungsgrad des Warmluftdurchlasses 15 bei Drehung der Warmluftverschlußklappe 13 verringert wird, die betriebsmäßig mit der Kühlluftumgehungsklappe 12 verbunden ist, wird gleichzeitig die Warmluftmenge, welche durch den Warmluftdurchlaß 15 strömt, verringert. Die Temperatur von Luft, die aus dem Gesichtsluftauslaß 5 geblasen wird, wird damit verringert. Wenn die Kühlluftumgehungsklappe 12 den Kühlluftumgehungsdurchlaß 14 vollständig öffnet, schließt die Warmluftverschlußklappe 13 den Warmluftdurchlaß 15 derart vollständig, daß die Temperatur der aus dem Gesichtsluftauslaß 5 geblasenen Luft auf eine maximale Kühltemperatur verringert wird.
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Wenn die Gesichtsklappe 9 den Gesichtsluftauslaß 5 schließt, während die Kühlluftumgehungsklappe 12 den Kühlluftumgehungsdurchlaß 14 öffnet, wird Luftdruck (nachfolgend als ”Gegenluftdruck” bezeichnet) auf einer unmittelbar stromaufwärtigen Seite der Gesichtsklappe 9 erhöht, und den Heizerkern 11 umgehende bzw. umströmende Luft neigt dazu, in den Warmluftdurchlaß 15 geleitet zu werden. Aufgrund des Gegenluftdrucks R schließt in diesem Fall, wie in 3 gezeigt, die Warmluftverschlußklappe 13 den Warmluftdurchlaß 15. Wenn der Gegenluftdruck an die Warmluftverschlußklappe 13 angelegt wird, schließt die Warmluftverschlußklappe 13 den Warmluftdurchlaß 15 durch das Verbindungsgelenk 16 ungeachtet der Drehposition der Kühlluftumgehungsklappe 12.
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Wenn in Übereinstimmung mit der vorstehend erläuterten Ausführungsform der Gegenluftdruck an der Warmluftverschlußklappe 13 angelegt wird, schließt die Warmluftverschlußklappe 13 den Warmluftdurchlass 15 durch die Funktion des Verbindungsgelenks 16 ungeachtet der Drehposition der Kühlluftumgehungsklappe 12. Die Klimatisierungseinheit 2 vermag damit zu verhindern, dass kühle Luft, die durch den Kühlluftumgehungsdurchlass 14 strömt, in die anderen Luftauslässe 4, 6 bis 8, geleitet wird, nachdem sie den Warmluftdurchlass 15 durchsetzt hat. Die Temperatur der Luft, die aus den anderen Luftauslässen 4, 6 bis 8, geblasen wird, kann daran gehindert werden, geändert zu werden, wenn die Gesichtsklappe 9 den Gesichtsluftauslaß 5 schließt.
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Da die Warmluftverschlußklappe 13 auch als Klappe dafür verwendet werden kann, einen Gegenluftstrom zu verhindern, ist eine spezielle Klappe zum Verhindern des Gegenluftstroms nicht erforderlich, wodurch die Anzahl an Bauteilen für die Klimatisierungseinheit 2 verringert ist und der Raum zum Drehen der speziellen Klappe ebenfalls nicht erforderlich ist, so dass die Größe der Klimatisierungseinheit 2 ebenfalls verringert werden kann.
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Beispielsweise schließt bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform die Warmluftverschlußklappe 13 den Warmluftdurchlaß 15 aufgrund des Gegenluftdrucks R, der erzeugt wird, wenn die Gesichtsklappe 9 den Gesichtsluftauslaß 5 schließt. Wenn ein bewegliches Gitter in dem Gesichtsluftauslaß 5 selbst dann geschlossen wird, wenn die Gesichtsklappe 9 den Gesichtsluftauslaß 5 öffnet, kann jedoch der Warmluftdurchlaß 15 durch die Warmluftverschlußklappe 13 ähnlich wie bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform geschlossen werden.
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Bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform ist die vorliegende Lehre angewendet auf den Gesichtsluftauslaß 5. Die vorliegende Lehre kann jedoch auch auf einen anderen Luftauslaß angewendet werden und das Verbindungsgelenk 16 kann für die anderen Klappen verwendet werden. Die vorliegende Lehre kann außerdem auf eine Klimaanlage angewendet werden, die einen einzigen Wärmetauscher, wie etwa einen Verdampfer und einen Heizerkern, aufweist, der einen Umgehungsdurchlaß aufweist.
