JP4766616B2 - 車両用の暖房または空調設備 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の車両用の暖房または空調設備（すなわち、混合領域を有し、前記混合領域内で冷風通路ないし温風通路から来る冷たい空気と暖かい空気が混合される、暖房または空調設備）に関する。

車両室内の多数の空気出口に温度調節された空気を準備するために、空気通路を有する空気混合および空気分配装置が知られており、それらは通常中央の混合室を有し、その混合室に温かい空気と冷たい空気が供給され、そこから、車両室内へ温度調節された空気を供給する流出部が分岐している。

従ってこの種の暖房または空調設備は、特に最大調節可能な温度に関して、まだ課題を残している。

本発明の課題は、改良された暖房または空調設備を提供することである。

この課題は、請求項１に記載の特徴を有する暖房または空調設備と、請求項１３に記載の特徴を有する方法によって解決される。好ましい形態が、従属請求項の対象である。

発明の実施の形態

本発明によれば、空気流方向に見て相前後して配置された、２つの混合領域を有する暖房または空調設備が設けられており、その場合に第１の混合領域を迂回して、第２の混合領域に通路を介して冷たい空気および／または暖かい空気を供給することができる。これが、空気の最適化された温度調節を可能にし、特に層化が可能である。

第１の混合領域を迂回する、第２の混合領域へ案内される通路は、好ましくは、第１の混合領域へ案内される通路の１つ、好ましくは冷風通路から、分岐している。

第１の混合領域を迂回する通路は、好ましくは少なくとも２つの通路に分岐し、それらの通路は好ましくは異なる第２の混合領域に、たとえば運転者側のそれと助手席側のそれ、またはフロント領域に対応づけられた第２の混合領域と後部領域に対応づけられた第２の混合領域へ案内される。

圧力を補償し、かつ最大提供可能な空気量を増大させるために、好ましくは冷風通路と温風通路の間の、好ましくは少なくとも１つの送風機の前に、補償フラップが配置されている。

第２の混合領域は、好ましくは少なくとも１つの送風機の後方に配置されており、その場合に送風機は、好ましくは第１の混合室の一部であり、あるいはそれを形成することができる。

好ましくは、混合領域への空気供給を閉ループ制御するための多数の閉ループ制御装置が設けられており、それらは好ましくはフラップによって形成されているが、空気流を閉ループ制御する他の部材も可能である。開ループ制御は、好ましくは中央で行われ、その場合に個々の閉ループ制御装置を共通のサーボドライブを介して閉ループ制御することもできる。

以下、図面を参照しながら、一部変形例を有する、複数の実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。

図１に示すような、第１の実施例に基づく自動車空調設備１は、冷風通路Ｋと温風通路Ｗを有している。両方の通路ＫとＷの間に、圧力補償するための補償フラップ２が設けられている。しかしこれは、図面には図示されていない変形例によれば、省くこともできる。

その後、冷風通路Ｋ内にも温風通路Ｗ内にも、送風機Ｇが配置されている。送風機Ｇは、それぞれ送風機モータ（図示せず）によって必要に応じて駆動されて、ユーザーによって調節された空気量を空気流出部（図示せず）にもたらす。

代替的な実施形態（図示せず）においては、２つの換気ホィールと駆動モータを備えた送風機を用いて、この機能を満たすこともできる。その場合に第１の換気ホィールは、冷風通路Ｋ内に、そして第２の換気ホィールが温風通路Ｗ内に配置されている。２つの空気流の分離は、送風機ハウジング内で換気ホィール間に分離壁を配置することによって行われる。この分離壁は、たとえば、ハウジングと堅固に結合することができ、あるいは一周する分離壁として換気ホィールの駆動軸と結合することもできる。駆動モータは、それぞれ提供される空間に従って換気ホィールの間またはその外部に配置することができる。

送風機Ｇの後方で、それぞれの空気通路ＫないしＷが分岐しており、その場合に本実施例によれば、温風通路Ｗは互いに相当する横断面を有する２本の温風通路Ｗ１とＷ２に分割され、冷風通路Ｋは３本の冷風通路Ｋ１、Ｋ２およびＫ３に分割され、その場合にＫ１とＫ２は互いに相当する横断面を有し、第３の冷風通路Ｋ３は幾分小さい横断面を有している。この第３の冷風通路Ｋ３がまた、互いに相当する横断面を有する２本の冷風通路Ｋ３’とＫ３”に分岐している。

以下の領域が運転者と助手にとって通路案内および混合領域の配置に関して互いに対応するように形成されていることに基づいて、以下においては、運転者のための領域のみを詳しく説明する。

通路Ｗ１とＫ１は、第１の混合領域Ｍ１へ通じており、その場合に冷風と温風の混合比は、以下においては第１の混合フラップとも称する、フラップ３を用いて制御することができる。第１の混合領域Ｍ１内の空気は、温度Ｔ１を有している。

第１の混合領域Ｍ１は、直接第２の混合領域Ｍ２へ移行しており、その場合に第２の混合領域Ｍ２内へ、他のフラップ４によって制御される、冷風通路Ｋ３’が案内されている。

第３の混合領域Ｍ２に連続して、図示されていないフラップによって制御される３つの流出開口部５、６および７が設けられており、それらを介して温度調節された空気が他の空気通路を介して空気流出部とそれに伴って車両室内へ供給される。

ここでは、流出開口部５がＢピラーの空気流出部に対応づけられ、流出開口部６は換気に、そして流出開口部７が足下空間に対応づけられている。Ｂピラーの空気流出部へいたる流出開口部５は、−運転者側でも助手席側でも−それぞれ混合領域Ｍ１へ案内される冷風通路Ｋ１ないしＫ２の延長内に配置されているので、通常冷風と温風の完全な混合は行われないために、自動的に空気のある程度の層化が設けられている。第２の混合領域Ｍ２内では空気の部分的な混合のみが行われるが、第２の混合領域Ｍ２内で空気が理論的に完全に混合された場合の平均の温度がＴ２として参照される。第２の混合領域Ｍ２内の冷たい空気の混合に基づいて、第２の温度Ｔ２は第１の混合領域Ｍ１内の第１の温度Ｔ１の下にある。

冷風通路Ｋ３’の流入開口部は、側方に位置しているので、空気の層化の増強、特に独立して制御される層化が可能であって、かつ−冷風通路Ｋ３’の流入開口部に関する流出開口部５、６および７の配置に基づいて−Ｂピラーの空気流出部には換気の空気よりも、そして特に足下空間の空気よりも、冷たい空気を供給することができるが、その場合に通常、温度「換気」と「足下空間」は互いにほぼ相当する。同様なことが、助手席側についても当てはまる。

図２に示す第２の実施例は、第１の実施例にほぼ相当するが、送風機Ｇは第１と第２の混合領域Ｍ１とＭ２の間に配置されており、すなわち、その混合機能に基づいて混合領域Ｍ１の一部でもある、送風機Ｇが中間接続された結果、空気が予め層化されることはなく、２つの混合領域Ｍ１とＭ２は空間的に互いに分離されている。さらに、分岐する前のバイパス冷風通路内に、図面には図示されていない送風機が配置されているので、流入開口部における冷風通路の圧力水準は、少なくとも、混合領域Ｍ２内を支配する圧力水準に相当する。代替的に、バイパス冷風通路の分岐後に各分岐内にそれぞれ送風機を配置することもできるので、必要に応じて冷風混合が可能になる。

変形例によれば、横断面は、流れ速度が高いために第２の混合領域内へのバイパス冷風通路の流入開口部において負圧が支配し、それによってフラップを開放した場合に冷風が第２の混合領域内へ達することができるように、設計されている。

図３は、第３の実施例を示しており、それによれば、それぞれ冷風通路と温風通路ＫないしＷが、２つの送風機Ｇの１つへ案内される。冷風通路Ｋの各々から、フラップ３と対応する送風機Ｇの前でバイパス冷風通路Ｋ３が分岐している。対称な構造に基づいて、以下においてはまた、一方の側だけ参照する。送風機Ｇとそれに続く小さい領域が、第１の混合領域Ｍ１として用いられる。次に、空気が２つの通路へ分配され、その場合に空気は一方の通路を介して直接足下空間へ供給される（流出開口部７）。第１の混合領域Ｍ１と流出開口部５および６の間の領域内に第２の混合領域Ｍ２を形成する、第２の通路へ、通路Ｋ３が側方で案内され、その場合に空気供給の制御は、フラップ４を介して行われる。

圧力補償するために、バイパス冷風通路Ｋ３内に、第２の実施例と同様に、それぞれ送風機（図示せず）が配置されている。これらの送風機は、第２の実施例の変形例と同様に形成される場合には、省くことができる。

第２の混合領域Ｍ２内への通路Ｋ３の流入の配置に基づいて、第１および第２の実施例と同様に、空気の層化が可能であるので、Ｂピラーの領域において車両室内へ供給される空気は、所望に層化された場合には換気の空気よりも冷たく、特に足下空間へ供給される空気よりも冷たい。流出開口部５、７および７を制御するためのフラップは、図示されていない。

第３の実施例に基づく構造は、各温度領域において最適な空気量供給を可能にする。

図４に示す第４の実施例は、上述した第３の実施例にほぼ相当するが、送風機Ｇが省かれているので、より詳しく説明するために第３の実施例を参照することができる。その場合に通路Ｋ３を通る空気流を制御するためのフラップ４は、通路Ｋ３への流入開口部に配置されている。さらに、通路推移の形態が深さにおいて異なっていることによって、付加的な層化が行われる。

さらに、図４には、変形例が示されており、それによれば、温風と冷風が第４の実施例に対して交替して案内される。

第１の実施例に基づく自動車空調設備の換気システムの部分領域を図式的に示している。 第２の実施例に基づく自動車空調設備の換気室の部分領域を図式的に示している。 第３の実施例に基づく自動車空調設備の換気システムの部分領域を図式的に示している。 第４の実施例に基づく自動車空調設備の換気システムの部分領域を図式的に示している。

符号の説明

１ 自動車空調設備
２ 補償フラップ
３ フラップ
４ フラップ
５ 流出開口部（Ｂピラー）
６ 流出開口部（換気）
７ 流出開口部（足下空間）
Ｇ 送風機
Ｋ、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ３’、Ｋ３” 冷風通路
Ｍ１ 第１の混合領域
Ｍ２ 第２の混合領域
Ｔ１、Ｔ２ 温度
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２ 温風通路

Claims (18)

1. 第１の混合領域（Ｍ１）が設けられており、その第１の混合領域（Ｍ１）内で冷風通路（Ｋ）と温風通路（Ｗ）から来る冷たい空気と暖かい空気が混合される、暖房または空調設備において、
   少なくとも１つの第２の混合領域（Ｍ２）が設けられており、その第２の混合領域（Ｍ２）が空気流方向に見て第１の混合領域（Ｍ１）の下流に配置されており、かつ第１の混合領域（Ｍ１）を迂回して、第２の混合領域（Ｍ２）へ分岐通路（Ｋ３；Ｋ３’；Ｋ３”）を介して冷たい空気および／または暖かい空気を供給するように、２つの送風機（Ｇ）が、互いに並列に配置された２つの通路、つまり冷風通路（Ｋ）及び温風通路（Ｗ）に設けられており、かつ、ユーザーによって調節された空気量を空気流出部にもたらすように２つの送風機（Ｇ）の各々が駆動されることを特徴とする暖房または空調設備。
2. 分岐通路（Ｋ３；Ｋ３’；Ｋ３”）が、冷風通路（Ｋ）または温風通路（Ｗ）から分岐していることを特徴とする請求項１に記載の暖房または空調設備。
3. 分岐通路（Ｋ３）が、冷風通路（Ｋ）から分岐していることを特徴とする請求項１に記載の暖房または空調設備。
4. 分岐通路（Ｋ３）が、少なくとも２つの分岐通路（Ｋ３’；Ｋ３”）へ分岐していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の暖房または空調設備。
5. 分岐通路（Ｋ３）内に、送風機が配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の暖房または空調設備。
6. 冷風通路（Ｋ）と温風通路（Ｗ）の間に、補償フラップ（２）が配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の暖房または空調設備。
7. 補償フラップ（２）が、送風機（Ｇ）の前に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の暖房または空調設備。
8. 第２の混合領域（Ｍ２）が、送風機（Ｇ）の後方に配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の暖房または空調設備。
9. 第１の混合領域（Ｍ１）が、送風機（Ｇ）の前に配置されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の暖房または空調設備。
10. 第１及び第２の混合領域（Ｍ１、Ｍ２）への空気供給を制御するために多数の制御装置が設けられていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の暖房または空調設備。
11. 第１の混合領域（Ｍ１）から第２の混合領域（Ｍ２）への空気流を制御するために、少なくとも１つの制御装置が設けられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の暖房または空調設備。
12. 第２の混合領域（Ｍ２）からの空気流を制御するために、少なくとも１つの制御装置が設けられていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の暖房または空調設備。
13. 自動車のための暖房または空調設備内で空気を混合および分配するための方法であって、空気を混合および分配するために第１の混合領域（Ｍ１）を設け、互いに並列に配置された２つの通路つまり冷風通路（Ｋ）及び温風通路（Ｗ）に２つの送風機（Ｇ）を設け、ユーザーによって調節された空気量を空気流出部にもたらすように２つの送風機（Ｇ）の各々が駆動され、第１の混合領域（Ｍ１）内で暖かい空気と冷たい空気が混合され、その際、まず空気が第１の温度Ｔ１を有し、次にその第１の温度Ｔ１を有する空気に、第２の温度Ｔ２を有する他の空気が供給されることを特徴とする、空気を混合および分配するための方法。
14. 第２の温度Ｔ２が、第１の温度Ｔ１よりも低いことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 第１の温度Ｔ１の空気と第２の温度Ｔ２の空気の混合が不完全に行われることによって、温度の層化が行われることを特徴とする請求項１３または１４に記載の方法。
16. 空気が通路を介して車両室内へ供給され、少なくとも足下空間へ供給される空気が、車両室内の他の領域へ供給される空気とは異なる温度を有していることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 足下空間へ供給される空気が、車両室内の他の領域へ供給される空気よりも高い温度を有していることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 少なくとも２つの空気流が第１の混合室（Ｍ１）内で完全に混合され、第１の混合室（Ｍ１）から第２の混合室（Ｍ２）へ供給される空気が、１つまたは複数の他の空気流と少なくとも部分的に不完全に混合されることを特徴とする請求項１３から１７のいずれか１項に記載の方法。

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