DE10008607A1

DE10008607A1 - Klimaanlage für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE10008607A1
Application number: DE10008607A
Authority: DE
Inventors: Atsuo Inoue
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1999-03-01
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2000-09-07
Also published as: JP2000247131A; FR2790425A1; FR2790425B1

Abstract

Eine Klimaanlage für Fahrzeuge enthält zumindest ein Gebläse (7), einen Heizer (9), einen Mechanismus (13, 14) zum Einstellen eines Erwärmungsgrades des Heizers (9), eine BELÜFTUNGS-Modus-Luftausgabeöffnung (16), eine FUSS-Modus-Luftausgabeöffnung (17), ein Mittel zum Auswählen eines Luftausgabemodus (21, 22) von einem BELÜFTUNGS-Modus, einem BELÜFTUNGSÈFUSS-Modus und einem FUSS-Modus durch Öffnen/Schließen von jeder Ausgabeöffnung und ein Mittel zum Steuern des Erwärmungsgrades (22) des Heizers (9) durch Berechnen einer einzustellenden Größe des Erwärmungsgradeinstellmechanismus (13, 14) und Senden eines Signals der berechneten Größe zu dem Erwärmungsgradeinstellungsmechanismus (13, 14), so daß eine Innenlufttemperatur sich einer Zieltemperatur annähert. Das System weist ein Mittel zum Abschätzen einer Temperatur der von der BELÜFTUNGS-Modus-Luftausgabeöffnung (16) abgegebenen Luft und einer Temperatur der von der FUSS-Modus-Luftausgabeöffnung (17) abgegebenen Luft auf, und das Luftausgabemodusauswahlmittel (21, 22) wählt einen Luftausgabemodus unter Bezugnahme auf jede der abgeschätzten Temperaturen aus. Das System kann eine unangenehme Ausgabelufttemperatur verhindern, und eine angegebene Luftklimatisierung kann immer durchgeführt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Klimaanlage für Fahrzeuge. Spezieller bezieht sie sich auf eine automatische Steuertechnik einer Klima anlage, die eine automatische Klimavorrichtung einsetzt, die automatisch Luftausgabeöffnungen steuert.

Bei einer bekannten automatischen Klimaanlage, im allgemeinen ohne Abschät zen von Temperaturen von entsprechenden Luftausgabeöffnungen abgegebener Luft (z. B. einer BELÜFTUNGS-Modus-Luftausgabeöffnung und einer FUSS- Modus-Luftausgabeöffnung), wird eine Zieltemperatur der von jeder Aus gabeöffnung ausgegebenen Luft berechnet und wird ein Erwärmungsgrad eines Heizers berechnet und unter Bezug auf die Zieltemperatur festgelegt. Die Aus wahl von jedem Luftausgabemodus (z. B. BELÜFTUNGS-Modus, BELÜF TUNGS.FUSS-Modus und FUSS-Modus) wird bestimmt und durchgeführt unter Bezug auf die Zieltemperatur. Ferner wird die Bestimmung eines Luftausgabemodus, der auszuwählen ist, nicht geändert ungeachtet des Vorhandenseins von Sonnenschein. Daher wird die Steuerung zum Umschalten des Luftausgabemodus bezüglich der Beziehung zwischen dem Erwärmungsgrad eines Heizers und jedem auszuwählenden Luftausgabemodus durchgeführt, wie es beispielsweise in Fig. 5 gezeigt ist.

Bei einer solchen bekannten, automatischen Klimaanlage muß jedoch, obwohl das Umschalten des Luftausgabemodus durch eine Zieltemperatur der ausge gebenen Luft bestimmt ist, eine aktuelle Temperatur der ausgegebenen Luft nicht immer mit der Zieltemperatur übereinstimmen, und daher kann eine unan genehme ausgegebene Luft auftreten, wie z. B. eine ausgegebene hohe Lufttem peratur in dem BELÜFTUNGS-Modus oder eine geringe ausgegebene niedrige Lufttemperatur in dem Fuß-Modus.

Im allgemeinen kann es für einen Fahrer unangenehm sein, wenn er eine Luft strömung mit hoher Temperatur (z. B. nicht geringer als 30°C) an der oberen Hälfte des Körpers empfängt. Im Gegensatz dazu kann es für ihn unangenehm sein, wenn er eine Luftströmung mit einer geringen Temperatur (z. B. geringer als 30°C) an seinen Füßen empfängt. Bei dem oben beschriebenen bekannten Verfahren zum Auswählen der Luftausgabeöffnung in Abhängigkeit einer Zielausgabelufttemperatur kann die Luftausgabeöffnung nur in Abhängigkeit eines schematischen Wertes (in anderen Worten, eines Durchschnittswertes von allen Ausgabeöffnungen) einer zu steuernden Ausgabelufttemperatur ausge wählt werden, und die Temperatur der Luft an jeder Ausgabeöffnung kann nicht akkurat bestimmt sein. Daher kann bei einem solchen bekannten System eine unangenehme Ausgabelufttemperatur auftreten, wenn die Steuerung nicht für die vorliegende Bedingung geeignet ist.

Da die Bestimmung eines Luftausgabemodus, der auszuwählen ist, nicht ge ändert wird, unabhängig von einem Vorhandensein von Sonnenschein in dem bekannten System, kann ferner die folgende Schwierigkeit auftreten. Norma lerweise fühlt ein Fahrer leicht eine Erwärmung an der oberen Hälfte des Kör pers, wenn Sonnenschein vorhanden ist. Wenn eine Bedingung, bei der die Außenlufttemperatur 2-3°C beträgt und Sonnenschein vorhanden ist, und eine Bedingung, bei der die Außenlufttemperatur 12-13°C beträgt und kein Sonnenschein vorhanden ist, betrachtet werden, wobei bei beiden Bedingungen die Zielausgabelufttemperatur identisch ist (z. B. ungefähr 35°C), ist bei der ersten Bedingung der wünschenswerte Luftausgabemodus der BELÜF- TUNGS.FUSS-Modus, der das Gefühl der Erwärmung der oberen Hälfte des Körpers aufgrund des Sonnenscheins dadurch lösen kann, daß der Fahrer eine Luftströmung mit eine Temperatur, die nicht höher ist als eine Raumtemperatur (ungefähr 25°C) etwas an der oberen Hälfte des Körpers spürt, und ist in der zweiten Bedingung der wünschenswerte Luftausgabemodus der FUSS-Modus, der ein Gefühl des Erwärmens dadurch geben kann, daß der Fahrer leicht eine Luftströmung an seinen Füßen mit einer Temperatur fühlen kann, die höher ist als die Raumtemperatur. Bei dem oben beschriebenen bekannten System kann jedoch, da nur ein Modus, der entweder der BELÜFTUNGS.FUSS-Modus oder der FUSS-Modus ist, in jeder der oben beschriebenen Bedingungen ausgewählt werden kann, das angenehme Gefühl beim Erwärmen in jeder dieser Bedingun gen beeinträchtigt sein.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klimaanlage für Fahrzeuge bereitzustellen, die sich basierend auf einer Bestimmung zum Umschalten des Luftausgabemodus geeigneter steuern kann und die verhindern kann, daß eine unangenehme Ausgabelufttemperatur auftritt, wodurch immer eine angenehme Luftklimatisierung durchgeführt wird.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Klimaanlage des Anspruches 1.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Klimaanlage für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung enthält zu mindest ein Gebläse, das Luft in ein Inneres eines Fahrzeuges über einen Luft weg schickt, einen Heizer, der in dem Luftweg vorgesehen ist, zum Erwärmen der von dem Gebläse geschickten Luft, einen Mechanismus zum Einstellen eines Erwärmungsgrades des Heizers, eine BELÜFUNGS-Modus-Luftaus gabeöffnung, die ausgegebene Luft zu einer Position zwischen einem vertikalen Mittelabschnitt und einem oberen Abschnitt in dem Inneren des Fahrzeuges leitet, eine FUSS-Modus-Luftausgabeöffnung, die abgegebene Luft zu einer den Fahrerfüßen entsprechenden Position leitet, ein Mittel zum Auswählen eines Luftausgabemodus von einem BELÜFTUNGS-Modus, einem BELÜF TUNGS.FUSS-Modus und einem FUSS-Modus durch Öffnen/Schließen von jeder Luftausgabeöffnung und ein Mittel zum Steuern des Erwärmungsgrades des Heizers durch Berechnen einer durch den Erwärmungsgradeinstellmecha nismus einzustellenden Größe und Senden eines Signales der berechneten Größe zu dem Erwärmungsgradeinstellmechanismus, so daß eine Innenlufttem peratur sich einer Zieltemperatur annähert. Bei der Klimaanlage sind ein Mittel zum Abschätzen einer Temperatur der von der BELÜFTUNGS-Modus-Luftaus gabeöffnung abgegebenen Luft und ein Mittel zum Abschätzen einer Tempera tur der von der FUSS-Modus-Ausgabeöffnung abgegebenen Luft vorgesehen. Das Luftausgabemodusauswahlmittel wählt einen Luftausgabemodus aus unter Bezug auf die Temperatur der von der BELÜFTUNGS-Modus-Ausgabeöffnung ausgegebenen Luft und der Temperatur der von der FUSS-Modus-Luftaus gabeöffnung ausgegebenen Luft, die durch die Ausgabelufttemperaturabschät zungsmittel abgeschätzt sind.

Bei der Klimaanlage für Fahrzeuge kann ferner ein Mittel zum Abschätzen oder Erfassen einer Temperatur der in den Heizer eintretenden Luft vorgesehen sein, und die Temperatur der von der BELÜFUNGS-Modus-Luftausgabeöffnung ausgegebenen Luft und die Temperatur der von der FUSS-Modus-Luftaus gabeöffnung ausgegebenen Luft können unter Bezug zu dem Erwärmungsgrad des Heizers und der Temperatur der in den Heizer eintretenden Luft abge schätzt werden. Ferner kann in der Klimaanlage ein Mittel zum Abschätzen oder Bestimmen einer Temperatur der Luft, die in den Heizer eintritt, vorge sehen sein, wobei der Erwärmungsgradeinstellmechanismus einen Öff nungs-/Schließmechanismus zum Einstellen einer Flußrate von Luft, die durch den Heizer hindurchgeht, und einer Flußrate von Luft, die um den Heizer her umgeht, enthalten kann, wobei der Heizer einen Warmwasserheizer aufweisen kann, dessen Wärmequelle eine Hochtemperaturflüssigkeit ist, wobei eine Tem peratur der durch den Heizer hindurchgegangenen Luft abgeschätzt werden kann unter Bezug auf eine Information in Bezug zu einer Menge von Luft, die von dem Gebläse geschickt ist, und einem Öffnungsgrad des Öffnungs-/Schließ mechanismus, und sowohl die Temperatur der von der BELÜFTUNGS- Modus-Ausgabeöffnung abgegebenen Luft als auch die Temperatur der von der FUSS-Modus-Luftausgabeöffnung abgegebenen Luft können abgeschätzt wer den unter Bezugnahme auf die abgeschätzte Temperatur der durch den Heizer hindurchgegangenen Luft, den Öffnungsgrad des Öffnungs-/Schließ mechanismus und die Temperatur der in den Heizer eintretenden Luft.

Ferner ist es bevorzugt, daß das Luftausgabemodusauswahlmittel den Luftaus gabemodus in allen Steuerbedingungen derart umschaltet, daß eine Temperatur der von der BELÜFTUNGS-Modus-Ausgabeöffnung abgegebenen Luft nicht höher ist als irgendeine Schwellwerttemperatur von einer ersten Gruppe von vorbestimmten Schwellwerttemperaturen und daß eine Temperatur von der FUSS-Modus-Ausgabeöffnung abgegebenen Luft nicht geringer ist als irgend eine einer Schwellwerttemperatur einer zweiten Gruppe von vorbestimmten Schwellwerttemperaturen. Wenn ein Mittel zum Erfassen einer Menge von auf das Fahrzeug gestrahltem Sonnenschein ferner vorgesehen ist, kann das Luftab gabemodusauswahlmittel sowohl die erste als auch die zweite Gruppe von vor bestimmten Schwellwerttemperaturen als Reaktion auf die erfaßte Größe des Sonnenscheins ändern. Bei der Steuerung kann das Luftabgabemodusaus wahlmittel die erste Gruppe von vorbestimmten Temperaturen erniedrigen und/oder kann die zweite Gruppe von vorbestimmten Temperaturen erhöhen, wenn die erfaßte Größe des Sonnenscheins groß ist.

Bei der Klimaanlage für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Temperatur der von der BELÜFTUNGS-Modus-Luftausgabeöffnung abge gebene Luft und die Temperatur der von der FUSS-Modus-Luftausgabeöffnung abgegebene Luft bestimmt durch das Ausgabelufttemperaturabschätzungsmittel. Die Auswahl der Luftausgabeöffnungen, d. h. die Auswahl eines optimalen Luftausgabemodus für die vorliegende Bedingung, kann bestimmt werden in Bezug zu den abgeschätzten Temperaturen der von den entsprechenden Aus gabeluftöffnungen abgegebenen Luft. Daher kann verhindert werden, daß eine unangenehme Ausgabelufttemperatur auftritt, z. B. eine hohe Temperatur der abgegebenen Luft in dem BELÜFTUNGS-Modus oder eine geringere Tempera tur der abgegebenen Luft in dem FUSS-Modus, und eine optimale Bedingung kann automatisch gesteuert werden und eine angenehme Luftklimatisierung kann immer durchgeführt werden.

Das Abschätzen der Ausgabelufttemperatur an jeder Luftausgabeöffnung kann genauer sein durch Bezugnahme auf die Temperatur der in den Heizer eintre tenden Luft, die abgeschätzte Temperatur der durch den Heizer hindurch gegangenen Luft, den Öffnungsgrad des Öffnungs-/Schließmechanismus, den eingestellten Erwärmungsgrad des Heizers, usw.

Wenn ein Mittel zum Erfassen einer Sonnenscheingröße vorgesehen ist und die vorbestimmte Temperatur der ersten und zweiten Gruppe als Reaktion auf die erfaßte Größe des Sonnenscheins verändert werden, kann ferner die Bedingung innerhalb eines optimaleren Temperaturbereiches unter Berücksichtigung der Sonnenscheinbedingung im vorliegenden Zeitpunkt gesteuert werden und eine angenehmere Luftklimatisierung zum Bereitstellen eines angenehmeren Gefühls kann realisiert werden. Wenn z. B. Sonnenschein einstrahlt, kann die Betriebs rate des BIZUSTANDS-Modus erhöht werden, und eine Luftströmung von der BELÜFTUNGS-Modus-Luftausgabeöffnung zu der oberen Hälfte des Körpers kann erzeugt werden, wodurch weiter das angenehme Gefühl erhöht wird.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Klimaanlage gemäß einer Ausführungs form der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Blockdiagramm, das eine Steuerung in einer Hauptsteuereinheit der in Fig. 1 gezeigten Klimaanlage zeigt;

Fig. 3 ein Diagramm, das eine Ausführungsform der in Fig. 2 gezeigten Steuerung zeigt, wenn kein Sonnenschein vorhanden ist;

Fig. 4 ein Diagramm, das eine andere Ausführungsform der in Fig. 2 gezeigten Steuerung zeigt, wenn Sonnenschein vorhanden ist, und

Fig. 5 eine erläuternde Darstellung, die eine Steuerbedingung einer bekannten Klimaanlage zeigt.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Aufbau einer Klimaanlage gemäß einer Aus führungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 zeigt ein Beispiel der Steue rung in einer in Fig. 1 gezeigten Hauptsteuereinheit. Fig. 1 zeigt hauptsächlich einen mechanischen Teil einer Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug. Ein Luftweg 2a ist in einem Luftkanal 2 gebildet, und eine Einlaßöffnung 3 für Innenluft und eine Einlaßöffnung 4 für Außenluft sind an einer Eingangsposition des Luft kanals 2 geöffnet. Ein Umschaltdämpfer 5 steuert ein Verhältnis von der von der Öffnung 3 angesaugten Luftmenge zu der von der Öffnung 4. Die ange saugte Luft wird in den Luftkanal 2 geschickt durch ein Gebläse 7, das durch einen Motor 6 angetrieben wird. Die Luftmenge, die durch das Gebläse 7 ge schickt wird, wird durch Steuern des Motors 6 eingestellt.

Ein Verdampfer 8 ist als ein Kühler an einer Position stromabwärts von dem Gebläse 7 vorgesehen, und ein Warmwasserheizer 9 ist als ein Heizer an einer Position stromabwärts davon vorgesehen. Ein Kühlwasser 10 für einen Motor, was eine Hochtemperaturflüssigkeit ist, wird in dem Warmwasserheizer 9 als Wärmequelle des Heizers 9 zirkuliert, und die angesaugte Luft wird durch den Warmwasserheizer 9 erwärmt.

Ein Kühlmittel, das in einem Kühlkreislauf 11 zirkuliert, wird zu dem Ver dampfer 8 geliefert. Das Kühlmittel wird komprimiert, z. B. durch einen Kom pressor mit variabler Verdrängung (nicht gezeigt), kondensiert durch einen Kondensator (nicht gezeigt), zu dem Verdampfer 8 über einen Reservoirtank (nicht gezeigt) und ein Entspannungsventil 12 geschickt und in den Kompressor von dem Verdampfer 8 eingesaugt.

Ein Luftmischungsdämpfer 13 ist an einer Position direkt stromabwärts von dem Warmwasserheizer 9 als ein Öffnungs-/Schließmechanismus vorgesehen. Ein Verhältnis einer Luftmenge, die durch den Heizer 9 hindurchgeht, zu der, die an dem Heizer 9 vorbeigeht, wird durch Einstellen eines Öffnungsgrades des Luftmischungsdämpfers 13 gesteuert, der durch ein Luftmischungsdämpfer betätigungselement 14 betätigt wird.

Die Luft mit eingestellter Temperatur wird in das Innere eines Fahrzeuges über entsprechende Luftausgabeöffnungen 15, 16 und 17 geschickt (z. B. eine DEF- bzw. Scheiben-Modus-Luftausgabeöffnung 15, eine BELÜFTUNGS-Modus- Luftausgabeöffnung 16 zum Leiten ausgegebener Luft zu einer Position zwischen einem vertikalen Mittelabschnitt und einem oberen Abschnitt in dem Inneren des Fahrzeuges und eine FUSS-Modus-Ausgabeöffnung 17 zum Leiten ausgegebener Luft zu einer Position, die den Fahrerfüßen entspricht). Ent sprechende Dämpfer 18, 19 und 20 sind als Öffnungs-/Schließeinrichtung für die entsprechenden Luftausgabeöffnungen 15, 16 und 17 vorgesehen. Die ent sprechenden Dämpfer 18, 19 und 20 werden durch ein Dämpferbetätigungsele ment 21 betätigt und dadurch werden die zu öffnenden oder zu schließenden Luftausgabeöffnungen 15, 16 und 17 ausgewählt. In einem BIZUSTANDS- Modus werden sowohl die BELÜFTUNGS-Modus-Ausgabeöffnungen 16 als auch die FUSS-Modus-Luftausgabeöffnung 15 verwendet.

Der Öffnungsgrad von jeder dieser Luftausgabeöffnungen 15, 16 und 17 wird automatisch durch eine automatische Steuerung verändert. Die Bedingungen der entsprechenden Steuermodi werden z. B. wie folgt gesteuert.

1. BELÜFTUNGS-Modus: 100% der Luftmenge wird von der BELÜF TUNGS-Modus-Luftausgabeöffnung 16 ausgegeben.
2. BIZUSTANDS-Modus: 50% der Luftmenge wird von der BELÜF TUNGS-Modus-Luftausgabeöffnung 16 ausgegeben und 50% der Luft menge wird von der FUSS-Modus-Luftausgabeöffnung 17 ausgegeben.
3. FUSS-Modus: 70% der Luftmenge wird von der FUSS-Modus-Luft ausgabeöffnung 17 ausgegeben und 30% der Luftmenge wird von der DEF-Modus-Luftausgabeöffnung 15 ausgegeben.

Die Spannung (Drehzahl), die an den Motor 6 für das Gebläse 7 angelegt wird, und die Dämpferbetätigungselemente 14 und 21 werden basierend auf von einer Hauptsteuereinheit 22 gesendeten Signalen gesteuert. Ein Signal einer Ziel raumtemperatur, die durch eine Raumtemperatureinstelleinrichtung 23 einge stellt ist, ein Signal einer Außenlufttemperatur, die durch einen Außentempera tursensor 24 erfaßt ist, ein Signal einer Innenlufttemperatur, die durch einen Innenlufttemperatursensor 25 erfaßt ist, ein Signal von einem Umfang des Sonnenscheins, der durch den Sonnenscheinsensor 26 erfaßt ist, ein Signal einer Wassertemperatur eines Motorkühlwassers, das durch einen Wassertem peratursensor 27 erfaßt ist, ein Signal einer Temperatur von Luft, die durch den Verdampfer 8 hindurchgegangen ist, die durch einen Verdampferausgangs seitenlufttemperatursensor 28 erfaßt ist, und ein Signal einer Temperatur einer in den Heizer 9 eintretenden Luft, die durch einen Heizereingangslufttempe ratursensor 29 erfaßt ist, werden entsprechend in die Hauptsteuereinheit 21 eingegeben.

Bei der Klimaanlage 1 wird die Luftklimatisierung gemäß der vorliegenden Er findung gesteuert, wie es beispielsweise in Fig. 2 gezeigt ist.

Wie in dem in Fig. 2 dargestellter Blockdiagramm gezeigt ist, werden ein Signal 31 der Zielraumtemperatur bzw. der Raumzieltemperatur Ts, die durch die Raumtemperatureinstelleinrichtung 23 gesetzt ist, ein Signal 32 eines Sonnenscheinumfangs RAD, der durch den Sonnenscheinsensor 26 erfaßt ist, ein Signal 33 der Außenlufttemperatur AMB, die durch den Außenlufttempera tursensor 24 erfaßt ist, und ein Signal 34 der Innenlufttemperatur Tr, die durch den Innenlufttemperatursensor 25 erfaßt ist, in die Hauptsteuereinheit 22 ent sprechend eingegeben. Basierend auf diesen Eingabesignalen wird eine Zielaus gabelufttemperatur bzw. eine Ausgabeluftzieltemperatur Toc in einem Zielaus gabetemperaturberechnungsschritt 35 durch die folgende Gleichung berechnet.

Toc = Kp₁ (Ts - Tr) + f(AMB, RAD, Ts)

Dabei ist Kp₁ eine vorbestimmte Proportionalitätkonstante.

Die an den Motor 6 für das Gebläse 7 angelegte Spannung BLV wird von der Zielausgabelufttemperatur Toc in einem Gebläsemotorspannungsberechnungs schritt 36 durch die folgende Gleichung berechnet.

BLV = f(Toc)

Dabei ist die Funktion f(Toc) derart entworfen, daß sie eine im allgemeinen V- förmige Kurve in Bezug zu der Variablen Toc aufweist. Eine Gebläsemotor spannungssteuereinheit 37 (siehe Fig. 1) wird basierend auf diese BLV ge steuert.

Die Menge von Luft, die durch den Heizer 9 in jedem Luftausgabemodus hin durchgeht, wird von der BLV in einem Schätzungsschritt 38 der durch den Heizer hindurchgehenden Luft bestimmt bzw. geschätzt. Die geschätzte bzw. bestimmte Luftmenge VOL wird für jede der Außenlufteinführbedingung und der Innenluftzirkulierbedingung basierend auf der Information 39 der Um schaltbedingung der Außenluft und der Innenluft, die durch den Umschaltdämp fer 5 zum aktuellen Zeitpunkt bestimmt ist, berechnet. Wenn Außenluft einge führt wird und der Modus auf den BELÜFTUNGS-Modus oder den BIZU STANDS-Modus gesetzt bzw. gesteuert ist, wird VOL durch die folgende Gleichung bestimmt.

VOL = a₁.BLV.OP

Wenn der Modus auf den FUSS-Modus, einen FUSS/DEF-Modus oder den DEF-Modus eingestellt ist, wird VOL durch die folgende Gleichung berechnet.

VOL = a₂.BLV.OP

Wenn die Innenluft zirkuliert und der Modus auf den BELÜFTUNGS-Modus oder den BIZUSTANDS-Modus eingestellt ist, wird VOL durch die folgende Gleichung berechnet.

VOL = b₁.BLV.OP

Wenn der Modus auf den FUSS-Modus, den FUSS/DEF-Modus oder den DEF- Modus eingestellt ist, wird VOL durch die folgende Gleichung berechnet.

VOL = b₂.BLV.OP

Dabei sind a₁, a₂, b₁ und b₂ vorbestimmte Konstanten und OP ist ein Öff nungsgrad des Öffnungs-/Schließmechanismus (Luftmischungsdämpfer 13), der durch die später beschriebene Berechnung bestimmt ist.

Basierend auf die durch den Heizer hindurchgehende Luftmenge VOL, die durch die oben beschriebene Berechnung abgeschätzt ist, auf einem Signal 40 der Heizereingangsseitenwassertemperatur TW, die durch den Wassertempera tursensor 27 erfaßt ist, und auf einem Signal 41 einer Heizereingangsseiten lufttemperatur Tins, die durch den Heizereingangsseitenlufttemperatursensor 29 erfaßt ist, wird eine Heizerausgangsseitenlufttemperatur TH in einem Heizerausgangsseitenlufttemperaturabschätzungsschritt 42 durch Berechnen der folgenden Gleichung abgeschätzt.

TH = (c - d.VOL).(TW - Tins) + Tins

Dabei sind c und d vorbestimmte Konstanten.

Basierend auf der berechneten TH, der oben beschriebenen Zielausgabelufttem peratur Toc und der Heizereingangsseitenlufttemperatur Tins wird ein Öff nungsgrad OP des Luftmischungsdämpfers 13 in einem Öffnungsgradberech nungsschritt 43 durch die folgende Gleichung berechnet.

OP = (Toc - Tins)/(TH - Tins)

Basierend auf dem Ergebnis der oben beschriebenen Berechnung wird ein Ziel signal PT, das zu einem Potentiometer in dem Luftmischungsdämpferbetäti gungselement 14 geschickt wird, das den Öffnungsgrad des Luftmischungs dämpfers 13 steuert, in einem Zielpotentiometersignalberechnungsschritt 44 durch die folgende Gleichung berechnet.

PT = f(OP)

Der Betrieb des Luftmischungsdämpferbetätigungselementes 14 wird durch das Zielpotentiometersignal PT gesteuert. Dabei bedeutet "f" eine geeignet be stimmte Funktion.

Basierend auf dem oben beschriebenen Luftmischungsdämpferöffnungsgrad OP, auf der abgeschätzten Heizerausgangsseitenlufttemperatur TH und der erfaßten Heizereingangsseitenlufttemperatur Tins wird jede Temperatur der ausgegebe nen Luft von jeder Ausgabeöffnung in jedem Luftklimatisierungsmodus in dem Ausgabelufttemperaturabschätzungsschritt 45 wie folgt abgeschätzt.

In dem BELÜFTUNGS-Modus wird eine BELÜFTUNGS-Ausgabelufttempera tur T_v-v durch Berechnen der folgenden Gleichung abgeschätzt.

T_v-v = f₁ (OP, TH, Tins)

Ähnlich wird in dem BIZUSTANDS-Modus eine BELÜFTUNGS-Ausgabeluft temperatur T_b-v durch Berechnung der folgenden Gleichung abgeschätzt.

T_b-v = f₂ (OP, TH, Tins)

Eine FUSS-Ausgabelufttemperatur T_b-f in dem BIZUSTANDS-Modus wird durch Berechnen der folgenden Gleichung abgeschätzt.

T_b-f = f₃ (OP, TH, Tins)

In dem FUSS-Modus wird eine FUSS-Ausgabelufttemperatur T_f-f durch Be rechnen der folgenden Gleichung abgeschätzt.

T_f-f = f₄ (OP, TH, Tins)

Das Verhalten der Funktion f₁ ist, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, durch eine dritte gekrümmte Linie von der obersten Linie gezeigt und ist als durchgezo gene Linie in jeder Figur gezeigt. In den gleichen Figuren ist das Verhalten der Funktion f₂ durch die unterste, gekrümmte Strichlinie. Das Verhalten der Funktion f₃ ist durch die oberste, gekrümmte Strichlinie gezeigt. Das Verhalten der Funktion f₄ ist durch eine zweite gekrümmte Linie von der obersten Linie gezeigt und ist als eine Strichpunktlinie gezeigt.

Der Grund dafür, daß in jedem Modus die gekrümmten Linien der FUSS-Aus gabelufttemperatur oberhalb der gekrümmte Linien der BELÜFTUNGS-Aus gabelufttemperatur liegen, ist wie folgt. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist der Hei zer 9 an der Bodenoberfläche des Kanals 2 vorgesehen, die an der Seite der FUSS-Modus-Luftausgabeöffnung 17 positioniert ist. Ferner weist in der Luftmischungszone, die durch die DEF-Modus-Luftausgabeöffnung 15, die BELÜFTUNGS-Modus-Luftausgabeöffnung 16 und die FUSS-Modus-Luftaus gabeöffnung 17 umgeben ist, sogar wenn die kalte Luft, die an dem Heizer 19 vorbeigegangen ist, und die warme Luft, die durch den Heizer 9 durchgegangen ist, gemischt sind, der Luftmischungsdämpfer 13 einen Effekt des Leitens der warmen Luft, die durch den Heizer 9 hindurchgegangen ist, zu der FUSS-Mo dus-Luftausgabeöffnung 17 auf. Daher ist die Mischung der kalten Luft und der warmen Luft nicht vollständig, und eine Luft mit relativ geringer Temperatur kann von der BELÜFTUNGS-Modus-Luftausgabeöffnung 16 ausgegeben wer den und eine Luft mit relativ hoher Temperatur kann von der FUSS-Modus- Luftausgabeöffnung 17 ausgegeben werden. Der Temperaturunterschied der ausgegebenen Luft von beiden Öffnungen ist absichtlich vorgesehen bzw. ent worfen, und der Differenzwert hängt von dem Erwärmungsgrad des Heizers ab, genauer von dem Grad des Luftmischungsdämpfers 13 (OP), wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist.

Ein optimaler Luftausgabemodus, der zu einem aktuellen Zeitpunkt zu steuern ist, wird bestimmt durch einen Luftausgabemodusbestimmungsschritt 46 basie rend auf den entsprechend abgeschätzten Ausgabelufttemperaturen in den ent sprechenden Modi. Der optimale Luftausgabemodus wird als ein Modus ausge wählt, der einem Fahrer kein unangenehmes Gefühl vermittelt, wie z. B. einen Modus, der eine BELÜFTUNGS-Modus mit hoher Temperatur und einen FUSS-Modus mit geringer Temperatur verhindern kann, wie oben erwähnt wurde. Basierend auf dieser Bestimmung werden die entsprechenden Luftaus gabeöffnungsdämpfer 18, 19 und 20 durch das Dämpferbetätigungselement 21 gesteuert.

Die Bedingungen zum Umschalten eines Luftausgabemodus werden z. B. wie folgt eingestellt. Hier werden die vorbestimmten Temperaturen der ersten und zweiten Gruppe in Abhängigkeit davon geändert, ob ein Sonnenschein vorhan den ist oder nicht. Ob ein Sonnenschein vorhanden ist oder nicht, wird durch Vergleichen der Größe des Sonnenscheinsignals RAD mit einem vorbestimmten Schwellwert bestimmt. Wenn kein Sonnenschein vorhanden ist, werden T1a und T1b als erste Gruppe von Schwellwerttemperaturen definiert, die jeweils als die erste vorbestimmte Temperatur in eine Modusumschaltbedingung mit einer Hysterese verwendet werden, und werden mit T2a und T2b als eine zweite Gruppe von Schwellwerttemperaturen definiert, die jeweils als die zweite vor bestimmte Temperatur in einer Modusumschaltbedingung mit einer Hysterese verwendet werden.

Wenn ein Sonnenschein vorhanden ist, werden T1a' und T1b' als eine erste Gruppe von Schwellwerttemperaturen definiert, die jeweils als die erste vor bestimmte Temperatur in einer Modusumschaltbedingung mit einer Hysterese verwendet werden, und werden T2a' und T2b' als eine zweite Gruppe von Schwellwerttemperaturen definiert, die jeweils als die zweite vorbestimmte Temperatur in einer Modusumschaltbedingung mit einer Hysterese verwendet werden. Das Timing bzw. der Zeitablauf zum Umschalten des Luftausgabe modus wird wie folgt eingestellt.

<Wenn kein Sonnenschein vorhanden ist<

1. Umschalten von dem BELÜFTUNGS-Modus zu dem BIZUSTANDS- Modus:
Der Modus wird umgeschaltet, wenn die abgeschätzte BELÜFTUNGS- Ausgabelufttemperatur T_v-v in dem BELÜFTUNGS-Modus T1a erreicht.
2. Umschalten von dem BIZUSTANDS-Modus in den BELÜFTUNGS- Modus:
Der Modus wird umgeschaltet, wenn die abgeschätzte BELÜFTUNGS- Ausgabelufttemperatur T_v-v in dem BELÜFTUNGS-Modus T1b erreicht.
3. Umschalten von dem BIZUSTANDS-Modus in den FUSS-Modus:
Der Modus wird umgeschaltet, wenn die abgeschätzte FUSS-Ausgabe lufttemperatur T_f-f in dem FUSS-Modus T2b erreicht.
4. Umschalten von dem FUSS-Modus in den BIZUSTANDS-Modus:
Der Modus wird umgeschaltet, wenn die abgeschätzte FUSS-Ausgabe lufttemperatur T_f-f in dem FUSS-Modus T2a erreicht.
<Wenn Sonnenschein vorhanden ist<
5. Umschalten von dem BELÜFTUNGS-Modus in den BISZUSTANDS- Modus:
Der Modus wird umgeschaltet, wenn die abgeschätzte BELÜFTUNGS- Ausgabelufttemperatur T_v-v in dem BELÜFTUNGS-Modus T1a' erreicht.
6. Umschalten von dem BIZUSTANDS-Modus in den BELÜFTUNGS- Modus:
Der Modus wird umgeschaltet, wenn die abgeschätzte BELÜFTUNGS- Ausgabelufttemperatur T_v-v in dem BELÜFTUNGS-Modus T1b' erreicht.
7. Umschalten von dem BIZUSTANDS-Modus in den FUSS-Modus:
Der Modus wird umgeschaltet, wenn die abgeschätzte FUSS-Ausgabe lufttemperatur T_f-f in dem FUSS-Modus T2b' erreicht.
8. Umschalten von dem FUSS-Modus in den BIZUSTANDS-Modus:
Der Modus wird umgeschaltet, wenn die abgeschätzte FUSS-Ausgabe lufttemperatur T_f-f in dem FUSS-Modus T2a' erreicht.

In der vorliegenden Erfindung ist es auch bevorzugt, die oben beschriebenen ersten und zweiten vorbestimmten Temperaturen T1a', T1b', T2a' und T2b' als Reaktion auf den Sonnenscheinumfang zu ändern. Wenn z. B. der Sonnen scheinumfang groß ist, ist es bevorzugt, daß die ersten vorbestimmten Tempe raturen niedriger eingestellt werden in Abhängigkeit des Sonnenscheinumfangs und daß die zweiten vorbestimmten Temperaturen höher eingestellt werden in Abhängigkeit des Sonnenscheinumfangs.

Als Ergebnis einer solchen automatischen Steuerung basierend auf der abge schätzten Ausgabelufttemperatur kann eine Steuereigenschaft erhalten werden, wie sie beispielsweise in Fig. 3 und 4 gezeigt ist. In Fig. 3 und 4 zeigt die dicke Linie die Eigenschaften des Betriebs mit der automatischen Steuerung. Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, wird der Modus in einen optimalen Modus um geschaltet in Abhängigkeit von der Ausgabelufttemperatur zum vorliegenden Zeitpunkt.

In Fig. 3 und 4 ist T1a, eine vorbestimmte Temperatur der ersten Gruppe, auf eine obere Grenze einer angenehmen BELÜFTUNGS-Luftausgabetemperatur eingestellt und ist T2a, eine vorbestimmte Temperatur der zweiten Gruppe, auf eine untere Grenze einer angenehmen FUSS-Luftausgabetemperatur eingestellt. Wenn die Beziehungen zwischen T1a und T1b und zwischen T2a und T2b als T1a<T1b und T2a<T2b eingestellt sind, wenn kein Sonnenschein vorhanden ist, wie in Fig. 3, wird verhindert, daß eine unangenehme Luftausgabetemperatur auftritt, wie z. B. eine zu hohe BELÜFTUNGS-Ausgabelufttemperatur oder eine zu niedrige FUSS-Ausgabelufttemperatur. Ferner zeigt Fig. 4 eine Steuereigen schaft, wenn ein Sonnenschein vorhanden ist, und da die ersten vorbestimmten Temperaturen als T 1a' und T1b' niedriger als T1a und T1b eingestellt sind, die angelegt werden, wenn kein Sonnenschein vorhanden ist, kann eine niedrigere BELÜFTUNGS-Ausgabelufttemperatur erzeugt werden. Da weiterhin die zweiten vorbestimmten Temperaturen als T2a' und T2b' höher gesetzt sind als T2a und T2b, die angelegt sind, wenn kein Sonnenschein vorhanden ist, kann der Betriebsbereich zum Betreiben des BIZUSTANDS-Modus erhöht werden und kann das Empfinden von Hitze durch die BELÜFTUNGS-Luftausgabe ge löst werden.

Claims

1. Klimaanlage für Fahrzeuge, mit zumindest
einem Gebläse (7), das Luft in ein Inneres eines Fahrzeugs über einen Luftweg (2a) schickt,
einem Heizer (9), der in dem Luftweg (2a) vorgesehen ist, zum Erwärmen einer durch das Gebläse (7) geschickten Luft,
einem Mechanismus (13, 14) zum Einstellen eines Erwärmungsgrades des Hei zers (9),
einer BELÜFTUNGS-Modus-Luftausgabeöffnung (16), die ausgegebene Luft zu einer Position zwischen einem vertikalen Mittelabschnitt und einem oberen Abschnitt in dem Inneren des Fahrzeugs richtet,
einer FUSS-Modus-Luftausgabeöffnung (17), die ausgegebene Luft zu einer den Füßen des Fahrers entsprechenden Position leitet,
einem Mittel (22, 21) zum Auswählen eines Luftausgabemodus von einem BELÜFTUNGS-Modus, einem BELÜFTUNGS.FUSS-Modus und einem FUSS- Modus durch Öffnen/Schließen von jeder Ausgabeöffnung (16, 17) und
einem Mittel (22) zum Steuern des Erwärmungsgrades des Heizers (9) durch Berechnen einer durch den Erwärmungsgradeinstellmechanismus (13, 14) ein zustellenden Größe und Schicken eines Signals der berechneten Größe zu dem Erwärmungsgradeinstellmechanismus (13, 14), so daß sich eine Innenlufttempe ratur einer Zieltemperatur annähert,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Mittel zum Abschätzen einer Temperatur einer von der BELÜFTUNGS-Mo dus-Luftausgabeöffnung (16) ausgegebenen Luft und ein Mittel zum Abschät zen einer Temperatur einer von der FUSS-Modus-Luftausgabeöffnung (17) ausgegebenen Luft entsprechend vorgesehen sind, und daß
das Luftausgabemodusauswahlmittel (21, 22) einen Luftausgabemodus aus wählt unter Bezugnahme auf die Temperatur der von der BELÜFTUNGS-Mo dus-Luftausgabeöffnung (16) ausgegebenen Luft und der Temperatur der von der FUSS-Modus-Luftausgabeöffnung (17) ausgegebenen Luft, die durch das Ausgabelufttemperaturabschätzungsmittel abgeschätzt sind.

2. Klimaanlage nach Anspruch 1, bei der ein Mittel (29, 41) zum Abschätzen oder Erfassen einer Temperatur von in den Heizer (9) eintretenden Luft ferner vorgesehen ist, und wobei jede von der Temperatur der von der BELÜFTUNGS-Modus-Ausgabeöffnung (16) ausgege benen Luft und der Temperatur der von der FUSS-Modus-Ausgabeöffnung (17) ausgegebenen Luft abgeschätzt wird unter Bezug auf den Erwärmungsgrad des Heizers (9) und der Temperatur der in den Heizer (9) eintretenden Luft.

3. Klimaanlage nach Anspruch 1, bei der
ein Mittel (29, 41) zum Abschätzen oder Erfassen einer Temperatur von in den Heizer (9) eintretenden Luft ferner vorgesehen ist,
wobei der Erwärmungsgradeinstellmechanismus einen Öffnungs-/Schließ mechanismus (13) zum Einstellen einer Flußrate der durch den Heizer (9) hindurchgehenden Luft und einer Flußrate der an dem Heizer (9) vorbei gehenden Luft aufweist,
wobei der Heizer (9) einen Warmwasserheizer (9) aufweist, dessen Wärme quelle eine Hochtemperaturflüssigkeit ist,
wobei eine Temperatur der durch den Heizer (9) hindurchgegangenen Luft ab geschätzt wird unter Bezug auf eine Information bezüglich einer von dem Ge bläse (7) geschickten Luftmenge und einem Öffnungsgrad des Öffnungs-/Schließ mechanismus (13),
und wobei sowohl die Temperatur der von der BELÜFTUNGS-Modus-Luftaus gabeöffnung (16) ausgegebenen Luft als auch die Temperatur der von der FUSS-Modus-Luftausgabeöffnung (17) ausgegebenen Luft abgeschätzt wird unter Bezug auf die abgeschätzte Temperatur der durch den Heizer (9) hin durchgegangenen Luft, den Öffnungsgrad des Öffnungs-/Schließmechanismus (13) und die Temperatur der in den Heizer (9) eintretenden Luft.

4. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Luftausgabemodusauswahlmittel (21, 22) den Luftausgabemodus in all den Steuerbedingungen derart umschaltet, daß eine Temperatur der von der BELÜFTUNGS-Modus-Luftausgabeöffnung (16) ausgegebenen Luft nicht höher ist als irgendeine Schwellwerttemperatur von einer ersten Gruppe von vorbestimmten Schwellwerttemperaturen (T1a, T1b) und eine Temperatur der von der FUSS-Modus-Luftausgabeöffnung (17) ausgegebenen Luft nicht nied riger ist als irgendeine Schwellwerttemperatur von einer zweiten Gruppe von vorbestimmten Schwellwerttemperaturen (T2a, T2b).

5. Klimaanlage nach Anspruch 4, bei der ein Mittel (26) zum Erfassen eines auf das Fahrzeug gestrahlten Sonnenschein umfangs ferner vorgesehen ist, und bei der das Luftausgabemodusauswahlmittel (21, 22) sowohl die erste als auch die zweite Gruppe der vorbestimmten Schwellwerttemperaturen (T1a', T1b', T2a', T2b') als Reaktion auf den erfaß ten Sonnenscheinumfang ändert.

6. Klimaanlage nach Anspruch 5, bei der das Luftausgabemodusauswahlmittel (21, 22) die erste Gruppe von vorbe stimmten Temperaturen verringert und/oder die zweite Gruppe von vorbe stimmten Temperaturen erhöht, wenn der erfaßte Sonnenscheinumfang groß ist.