WO1990001428A1 - Klimatisierungseinrichtung für kraftfahrzeuge - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an air conditioning device for motor vehicles according to the preamble of claim 1.
- an air conditioning device for motor vehicles in which, in addition to the fan of the normal heating and ventilation device already contained in the vehicle, an additional fan is provided in the area of ventilation openings.
- This fan is intended to achieve faster air exchange by extracting the indoor air.
- the additional fan is preferably mounted in the rear area of the passenger compartment at existing ventilation openings.
- An air conditioning device for vehicles which also works with two fans, is known from DE-OS 30.43 934. While the first fan is housed in the dashboard area in a manner known per se, the second fan sits behind the rear seat. This configuration is intended to achieve a uniform air circulation in the passenger compartment.
- the object of the invention is to develop a generic air conditioning device with a view to reducing noise.
- the invention is based on the consideration that fans are disproportionately loud when they are operated at high speeds in the range of their performance limits. If, instead of one blower, two are used, which together produce the same output, the fan noise is considerably reduced. Part of the additional effort for a second fan is at least partially compensated for by the fact that each of the two fans only has to be designed for a lower output.
- the first and second blowers can be arranged directly one behind the other. This design also includes designs in which the first fan is arranged, for example, at the inlet to the heating and ventilation housing in the water tank and the second fan is located in the housing of the air conditioning device.
- the first fan is advantageously arranged in the front area of the vehicle, where it presses the air into the passenger compartment, while the second fan for extracting the air from the passenger compartment is accommodated in the rear region of the vehicle.
- the second blower an arrangement directly at the ventilation openings in the area of the lower rear window edge or a trunk wall is conceivable.
- the latter arrangement has the advantage that the noise level in the passenger compartment is further reduced by the trunk and by the arrangement of the second blower further from the occupants.
- the first and second blowers can be regulated by means of a control device in such a way that when the doors / windows / sunroof are closed, the air pressure in the passenger compartment is always somewhat greater than the ambient pressure. The fact that there is a slight overpressure in the passenger compartment counteracts the influx of outside air through cracks and joints in the vehicle.
- the climate program characterized in claim 2 is in relation to the
- the blower not only predetermines the amount of air, but also ensures that the blower does not start up if there is a sudden drop in pressure * in the interior, for example by opening a window.
- a schematically reproduced vehicle body 1 has a housing 3 of an air conditioning device in the dashboard area.
- the housing 3 carries a blower 5 which can be driven by an electric motor 7. Air is sucked in by the fan 5 and pressed into the passenger compartment 9 via a distribution system (not shown) and possibly via a heating device.
- a trunk 11 At the rear of the passenger compartment 9 there is a trunk 11 in which a second blower 13 is arranged.
- the fan 13 is connected to the outside air via a side body opening. Air is sucked from the passenger compartment 9 into the trunk 11 via slots 15 in the region of the lower rear window edge and from there it passes through the fan 13 to the outside.
- the regulation of the two fans 5 and 13 takes place via a control device 17 in accordance with the desired air conditioning (climate control 19) of the passenger compartment 9 and the pressure difference between the passenger compartment 9 and the environment.
- a known differential pressure meter 21 is provided, which reports the existing pressure difference to the control device 17.
- the climate control system 19 reports to the control device 17 what is required for the selected climate program
- the control device 17 controls the motors of the blowers 5 and 13. Thereupon - assuming closed doors, windows and closed sunroof first - a certain pressure is set in the passenger compartment 9. The pressure difference between the passenger compartment 9 and the surroundings is detected by the differential pressure meter 21 (actual value) and the gel device supplied. A setpoint value is stored in the control device 17, which is greater than the current external pressure by a certain amount. This requirement is to ensure that no air is sucked into the vehicle through leaks.
- the control device 17 will therefore cause the speed of the blower 5 and / or the speed of the blower 13 to be reduced, taking into account the air throughput specified by the climate program. In the opposite case, namely when the pressure in the passenger compartment 9 is below the target value, the control device 17 causes the speed to be adjusted in the opposite sense.
- the control process described is necessary per se during the entire driving operation, since the pressure conditions in the passenger compartment 9 essentially change depending on the speed of the vehicle. For example, with increasing driving speed and constant speed of the fan 5, the pressure in the passenger compartment 9 will increase since the dynamic pressure increases.
- the blower 5 is therefore not controlled in such a way that it operates at a maximum speed in order to at least tend to control the desired pressure level.
- the entire control device 17 is in fact the climate program so that the fan 5 is activated only in accordance with this program. In this case too, it will be expedient to let the fan 13 run in order to ensure better ventilation of the rear area.
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Abstract
Es wird eine Klimatisierungseinrichtung für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen, welche zwei in Reihe geschaltete Gebläse (5, 13) umfaßt, wobei das erste Gebläse (5) nur einen Teil der für die Beaufschlagung des Fahrgastraumes (9) erforderlichen Luftmenge fördert und der fehlende Beitrag zur gewünschten Luftmenge durch das zweite Gebläse (13) geliefert wird. Die beiden Gebläse (5, 13) sind durch eine Regeleinrichtung (17) im Normalbetrieb derart regelbar, daß der Luftdruck im Fahrgastraum (9) stets etwas größer als der Umgebungsruck ist.
Description
Klimatisierungseinrichtung für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Klimatisierungseinrichtung für Kraft¬ fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE-OS 33 04 575 ist eine Klimatisierungseinrichtung für Kraftfahr¬ zeuge bekannt, bei der neben dem ohnehin im Fahrzeug enthaltenen Gebläse der normalen Heiz- und Belüftungsvorrichtung im Bereich von Entlüftungsöff¬ nungen ein zusätzliches Gebläse vorgesehen ist. Dieses Gebläse soll einen schnelleren Luftaustausch durch Absaugen der Innenraumluft erreichen. Be¬ vorzugt wird das zusätzliche Gebläse im rückwärtigem Bereich des Fahrgast¬ raumes an vorhandenen Entlüftungsöffnungen montiert.
Eine Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeuge, die ebenfalls mit zwei Ge¬ bläsen arbeitet, ist aus der DE-OS 30.43 934 bekannt. Während das erste Gebläse in an sich bekannter Weise im Armaturenbrettbereich untergebracht ist, sitzt das zweite Gebläse hinter dem Rücksitz. Durch diese Ausgestal¬ tung soll eine gleichmäßige Luftumwälzung im Fahrgastraum erreicht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Klimatisie¬ rungseinrichtung im Hinblick auf eine Geräuschreduzierung weiterzubilden.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 ■ gelöst.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß Gebläse überproportional laut sind, wenn sie mit hohen Drehzahlen im Bereich ihrer Leistungsgrenzen betrieben werden. Verwendet man anstelle von einem Gebläse zwei, welche zu¬ sammen die gleiche Leistung ergeben, dann stellt sich eine erhebliche Redu¬ zierung des Lüftergeräusches ein. Dabei wird ein Teil des Mehraufwandes für ein zweites Gebläse zumindest teilweise dadurch kompensiert, daß jedes der beiden Gebläse nur für eine geringere Leistung ausgelegt sein muß.
Gemäß einer ersten Bauform der Erfindung können das erste und das zweite Gebläse unmittelbar hintereinander angeordnet sein. Unter diese Bauform fallen auch Ausführungen, bei denen das erste Gebläse beispielsweise am Eintritt in das Heiz- und Lüftungsgehäuse im Wasserkasten angeordnet ist und sich das zweite Gebläse im Gehäuse der Klimatisierungseinrichtung be¬ findet.
Vorteilhaft wird das erste Gebläse jedoch im vorderen Bereich des Fahr¬ zeuges angeordnet, wo es die Luft in den Fahrgastraum drückt während das zweite Gebläse zur Absaugung der Luft aus dem Fahrgastraum im Heckbereich des Fahrzeuges untergebracht ist. Für das zweite Gebläse ist eine Anordnung unmittelbar an den Entlüftungsöffnungen im Bereich des unteren Heckschei¬ benrandes oder einer Kofferraumwand denkbar. Die letztgenannte Anordnung hat den Vorteil, daß durch den Kofferraum und durch die von den Insassen weiter entfernte Anordnung des zweiten Gebläses das Geräuschniveau im Fahr¬ gastraum weiter reduziert wird.
Das erste und das zweite Gebläse ist über eine Regeleinrichtung in der Weise regelbar, daß bei geschlossenen Türen/Fenstern/Schiebedach der Luft¬ druck im Fahrgastraum stets etwas größer als der Umgebungsdruck ist. Da¬ durch, daß im Fahrgastraum ein leichter Überdruck herrscht, wird einem Ein¬ strömen von Außenluft durch Ritzen und Fugen des Fahrzeuges entgegenge¬ wirkt.
Zur Regelung der Leistung der beiden Gebläse ist nur ein geeigneter Regler und eine Einrichtung notwendig, welche die Druckdifferenz zwischen dem In¬ nenraum und der Umgebung ermittelt.
Durch das im Anspruch 2 gekennzeichnete Klimaprogramm wird in bezug auf die
Gebläse nicht nur die Luftmenge vorgegeben, sondern auch sichergestellt, daß die Gebläse nicht hochlaufeh, wenn ein plötzlicher Druckabfall* im In¬ nenraum - beispielsweise durch Öffnen eines Fensters - auftritt.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Klimatisierungs-
einrichtung sind der Zeichnung der nachfolgenden Beschreibung zu ent¬ nehmen.
Eine schematisch wiedergegebene Fahrzeugkarosserie 1 weist im Armaturen¬ brettbereich ein Gehäuse 3 einer Klimatisierungseinrichtung auf. Das Gehäuse 3 trägt ein Gebläse 5, welches durch einen Elektromotor 7 antreib¬ bar ist. Durch das Gebläse 5 wird Luft angesaugt und über ein nicht darge¬ stelltes Verteilsystem und ggf. über eine Heizeinrichtung in den Fahrgast¬ raum 9 gedrückt.
An den Fahrgastraum 9 schließt sich nach hinten ein Kofferraum 11 an, in dem ein zweites Gebläse 13 angeordnet ist. Das Gebläse 13 steht über eine seitliche Karosserieöffnung mit der Außenluft in Verbindung. Über Schlitze 15 im Bereich des unteren Heckscheibenrandes wird Luft aus dem Fahrgastraum 9 in den Kofferraum 11 gesaugt und gelangt von dort über das Gebläse 13 nach außen.
Die Regelung der beiden Gebläse 5 und 13 erfolgt über eine Regelein¬ richtung 17 nach Maßgabe der gewünschten Klimatisierung (Klimaregelung 19) des Fahrgastraumes 9 und der Druckdifferenz zwischen dem Fahrgastraum 9 und der Umgebung.
Zur Erfassung der Druckdifferenz zwischen dem Fahrgastraum 9 und der Um¬ gebungsluft ist ein an sich bekannter Differenzdruckmesser 21 vorgesehen, welcher die bestehende Druckdifferenz der Regeleinrichtung 17 meldet.
Bei eingeschalteter Klimatisierungseinrichtung meldet die Klimaregelung 19 der Regeleinrichtung 17 die für das gewählte Klimaprogramm erforderliche
Luftmenge. Dem entsprechend steuert die Regeleinrichtung 17 die Motoren der Gebläse 5 und 13 an. Daraufhin stellt sich - zunächst einmal geschlossene Türen, Fenster und geschlossenes Schiebedach vorausgesetzt - ein bestimmter Druck im Fahrgastraum 9 ein. Die Druckdifferenz zwischen Fahrgastraum 9 und Umgebung wird von dem Differenzdruckmesser 21 erfaßt (Ist-Wert) und der Re-
geleinrichtung zugeleitet. In der Regeleinrichtung 17 ist ein Soll-Wert gespeichert, der um einen bestimmten Betrag größer ist als der momentane Außendruck. Durch diese Vorgabe soll erreicht werden, daß keine Luft durch Undichtigkeiten in das Fahrzeuginnere gesaugt wird.
Liegt der Druck im Fahrgastraum 9 über dem Soll-Wert, dann bedeutet dies, daß entweder das Gebläse 5 zuviel Luft in den Fahrgastraum 9 drückt bzw. das Gebläse 13 zuwenig Luft aus dem Fahrgastraum 9 absaugt. Die Regelein¬ richtung 17 wird deshalb unter Beachtung des durch das Klimaprogramm vorge¬ gebenen Luftdurchsatztes eine Verringerung der Drehzahl des Gebläses 5 und/oder eine Erhöhung der Drehzahl des Gebläses 13 veranlassen. Im um¬ gekehrten Falle, nämlich wenn der Druck im Fahrgastraum 9 unter dem Soll- Wert liegt, veranlaßt die Regeleinrichtung 17 eine Anpasssung der Drehzahl im umgekehrten Sinn.
Der beschriebene Regelvorgang ist an sich während des gesamten Fahrbetrie¬ bes notwendig, da sich die Druckverhältnisse im Fahrgastraum 9 im wesent¬ lichen abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges ändern. So wird sich beispielsweise bei zunehmender Fahrgeschwindigkeit und konstanter Drehzahl des Gebläses 5 der Druck im Fahrgastraum 9 erhöhen, da sich der Staudruck vergrößert.
Wenn nun in dem Fahrzeug ein Fenster oder etwa das Schiebedach geöffnet wird, dann ist es nicht möglich, durch das System den gewünschten Überdruck zu erzeugen. Das Gebläse 5 wird deshalb jedoch nicht so angesteuert, daß es mit einer maximalen Drehzahl arbeitet, um zumindest in der Tendenz auf das gewünschte Druckniveau zuzusteuern. Der gesamten Regeleinrichtung 17 ist nämlich das Klimaprogramm übergeordnet, so daß das Gebläse 5 nur nach Maßgabe dieses Programms aktiviert wird. Auch in diesem Fall wird es zweck¬ mäßig sein, das Gebläse 13 mitlaufen zu lassen, um eine bessere Entlüftung des Fondraumes zu gewährleisten.
Durch die Installation von zwei Gebläsen in Verbindung mit der Regelein-
richtung 17 wird erreicht, daß eine verbesserte Heizung bzw. Belüftung des Fahrgastraumes 9 erreicht wird und vor allen Dingen im Normalbetrieb eine wesentliche Reduzierung der .Lüftergeräusche eintritt.
Claims
1. Klimatisierungseinrichtung für Kraftfahrzeuge mit zwei in Reihe geschal¬ teten Gebläsen, dadurch gekennzeichnet, daß bei geschlossenen Fenstern, Türen und geschlossenem Schiebedach/Verdeck im normalen Heiz- oder Lüf¬ tungsbetrieb das erste und das zweite Gebläse (5 bzw. 13) über eine Re¬ geleinrichtung (17) in der Weise regelbar sind, daß jedes Gebläse (5, 13) nur einen Teil des vorgegebenen Luftdurchsatzes bewirkt, und daß der Luftdruck im Fahrgastraum stets etwas größer als der Umgebungsdruck ist.
2. Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regeleinrichtung (17) für die Gebläse (5, 13) ein Klimaprogramm übergeordnet ist, welches unabhängig von der Differenz zwischen dem Luftdruck im Fahrgastraum und dem Umgebungsdruck den von den Gebläsen (5, 13) zu erbringenden Luftdurchsatz festlegt.
3. Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gebläse (5) im vorderen Bereich des Fahrzeuges angeordnet ist und die Luft in den Fahrgastraum (9) drückt und das zweite Gebläse (13) im Heckbereich des Fahrzeuges untergebracht ist und Luft aus dem Fahr¬ gastraum (9) absaugt.
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