DE102009047959A1

DE102009047959A1 - Fahrzeug-HVAC-System

Info

Publication number: DE102009047959A1
Application number: DE102009047959A
Authority: DE
Inventors: Gregory A. Farmington Hills Major; William R. Troy Hill
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-10-07
Filing date: 2009-10-01
Publication date: 2010-04-29
Anticipated expiration: 2029-10-02
Also published as: DE102009047959B4; CN101712268B; US20100087134A1; BRPI0903920A2; CN101712268A

Abstract

Es ist ein HVAC-System für ein Fahrzeug offenbart. Das HVAC-System umfasst ein HVAC-Modul, welches derart ausgebildet ist, um selektiv klimatisierte Luft durch einen HVAC-Auslass zu leiten; und ein HVAC-Luftverteilersystem mit einem Kanal, der funktionell mit dem HVAC-Auslass in Eingriff steht, um eine Luftströmung von diesem aufzunehmen, einem oberen Auslass, welcher derart ausgebildet ist, um über einem Armaturenbrett positioniert zu sein, einem Heizungsauslass, welcher derart ausgebildet ist, um unter dem Armaturenbrett angeordnet zu sein, und einer Weiche, die in dem Kanal angeordnet und derart ausgebildet ist, um die Luftströmung selektiv von dem HVAC-Auslass durch den Kanal zu dem oberen Auslass und dem Heizungsauslass zu leiten.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungs (HVAC)-System für ein Fahrzeug.
Typische Kraftfahrzeuge umfassen ein HVAC-System mit einem HVAC-Modul, das mit quer verlaufenden Fahrzeugkanälen verbunden ist, die die Luft durch Enteisungskanäle, Armaturenbrettauslässe und Bodenauslässe (Heizungsauslässe) verteilen. Die HVAC-Module weisen Luftverteilungssteuerungen in den Modulen selbst auf, welche die Kanäle steuern, zu denen die Luft geleitet wird. Dieser Aufbau, während er für Insassen bequem ist und sich für eine Automatisierung anbietet, erhöht die Größe, Komplexität und Kosten des HVAC-Systems. Für einige Kraftfahrzeuge, die für aufstrebende Märkte hergestellt werden, müssen die Kosten minimiert werden, um die Fahrzeuge erschwinglich zu machen, und der Raum für die Unterbringung der Fahrzeugkomponenten ist das Wichtigste. Somit können herkömmliche HVAC-Modul- und -Kanalausführungen für diese Arten von Fahrzeugen unerwünscht sein.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Ausführungsform sieht ein HVAC-System für ein Fahrzeug vor, welches ein HVAC-Modul und ein HVAC-Luftverteilungssystem umfassen kann. Das HVAC-Modul kann derart ausgebildet sein, um selektiv klimatisierte Luft durch einen HVAC-Auslass zu leiten. Das HVAC-Luftverteilungssystem kann einen Kanal, der funktionell mit dem HVAC-Auslass in Eingriff steht, um eine Luftströmung von diesem aufzunehmen, einen oberen Auslass, welcher derart ausgebildet ist, um über einem Armaturenbrett positioniert zu sein, einen Heizungsauslass, welcher derart ausgebildet ist, um unter dem Armaturenbrett angeordnet zu sein, und eine Weiche umfassen, die in dem Kanal angeordnet und derart ausgebildet ist, um die Luftströmung selektiv von dem HVAC-Auslass durch den Kanal zu dem oberen Auslass und dem Heizungsauslass zu leiten.
Ein Vorteil einer Ausführungsform besteht darin, dass das HVAC-Luftverteilungssystem die Notwendigkeit einer Modusklappe und von Aktuatoren in einem HVAC-Modul eliminiert, was eine reduzierte Größe und Kosten des HVAC-Moduls zulassen kann. Die Gesamtkosten des HVAC-Systems können reduziert werden, während dennoch ein hoher Grad an Funktionalität erhalten bleibt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung eines Abschnitts eines Fahrzeuges und eines HVAC-Systems.
2 ist eine Darstellung eines Abschnitts eines Fahrzeuges und eines HVAC-Systems gemäß einer zweiten Ausführungsform.
3 ist eine Darstellung eines Abschnitts eines Fahrzeuges und eines HVAC-Systems gemäß einer dritten Ausführungsform.
4 ist eine Darstellung eines Abschnitts eines Fahrzeuges und eines HVAC-Systems gemäß einer vierten Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Abschnitt eines Fahrzeuges, allgemein bei 10 bezeichnet, gezeigt. Das Fahrzeug 10 umfasst eine Windschutzscheibe 12 mit einem Armaturenbrett 14 benachbart zu dieser. Innerhalb des Armaturenbretts 14 montiert, sich über eine Oberseite 16 desselben erstreckend und unter eine Unterseite 18 des Armaturenbretts 14 erstreckend befindet sich ein Abschnitt eines HVAC-Systems 20.
Das HVAC-System 20 umfasst ein HVAC-Modul 22. Luft wird in das HVAC-Modul 22 gesaugt, klimatisiert und dann durch Auslässe 24 zu einem HVAC-Luftverteilungssystem 26 geleitet. Das HVAC-Luftverteilungssystem 26 umfasst flexible Kanäle 28, die sich von den Auslässen 24 zu Einlässen 30 von mit der Hand bedienbaren Schiebeweichen 32 erstrecken. Die Schiebeweichen 32 sind an feststehenden Kanälen 34 befestigt und derart ausgebildet, um sich die Kanäle 34 auf und ab zu verschieben. Umleitplatten 33 (von denen nur eine gezeigt ist) sind horizontal in den Kanälen 34 in der Nähe der Schiebeweichen 32 montiert. Ein Verschieben der Schiebeweichen 32 die Kanäle 34 auf und ab leitet selektiv Luft die Kanäle 34 auf und ab. Luft, die nach unten durch untere Abschnitte 36 der Kanäle 34 geleitet wird, wird zu Heizungsauslässen 38 (auch als Bodenauslässe bezeichnet) benachbart zu einem Boden 40 des Fahrzeuges 10 geleitet. Obere Abschnitte 42 der Kanäle 34 erstrecken sich von dem Armaturenbrett 14 weg und sind mit Drehkanälen 44 verbunden, die wiederum mit Schwenkkanälen 46 verbunden sind, welche sodann mit oberen Auslässen 48 verbunden sind.
Der Betrieb des HVAC-Systems 20 wird nun erläutert. Nach einer Aktivierung des HVAC-Systems 20 wird das HVAC-Modul 22 Luft einsaugen, sie klimatisieren und durch die Auslässe 24 ausblasen. Die Gebläsedrehzahl kann auf eine herkömmliche Weise eingestellt sein. Wenn der Fahrer eine Luftströmung von den Heizungsauslässen 38 wünscht, wird der Fahrer die Schiebeweiche 32 auf der Fahrerseite des Fahrzeugs 10 mit der Hand in die Position verstellen, die die Luftströmung nach unten durch den unteren Abschnitt 36 und durch die Heizungsauslässe 38 in der Nähe des Fahrzeugbodens 40 hinaus leitet. Der Fahrgast kann dies ebenso auf der Fahrgastseite des HVAC-Luftverteilungssystems 26 tun. Wenn die spezielle Schiebeweiche 32 auf oder ab bewegt wird, um die Luftströmung umzuleiten, wird sich der entsprechende flexible Kanal 28 biegen, um eine Luftströmungsverbindung zwischen dem HVAC-Modul 22 und der Schiebeweiche 32 sicherzustellen.
Ein Bewegen der Schiebeweichen 32 in die andere Richtung wird die Luftströmung nach oben durch die oberen Abschnitte 42 und durch die oberen Auslässe 48 hinaus leiten. Die Drehkanäle 44 lassen zu, dass die oberen Auslässe 48 mit der Hand um eine vertikale Achse verschwenkt werden, um die Luftströmung in eine gewünschte Rechts/Links-Richtung zu richten. Ebenso können die Schwenkkanäle 46 mit der Hand um eine allgemein horizontale Achse verschwenkt werden, um die Luftströmung von den oberen Auslässen 48 in eine gewünschte Auf/Ab-Richtung zu richten. Die Drehkanäle 44 können eine Drehung ganz herum zulassen, sodass die oberen Auslässe 48 zu der Windschutzscheibe 12 weisen, um so einen Enteisungsmodus für die Windschutzscheibe 12 zu schaffen. Alternativ können separate Kanäle auf eine konventionellere Weise geführt sein, um zuzulassen, dass die Luft direkt auf die Windschutzscheibe geleitet wird.
Es wird einzusehen sein, dass dieses HVAC-System 20 eine Luftmanagementfunktion von dem HVAC-Modul eliminiert und sie in die Kanäle des HVAC-Luftverteilungssystems 26 einbringt. Auch können alle Luftverteilungsverstellungen durch Insassen des Fahrzeuges mit der Hand bewerk stelligt werden. Dies wird erreicht, während dennoch eine unabhängige Motorsteuerung für rechte und linke Fahrzeuginsassen zugelassen wird.
2 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform. Da diese Ausführungsform der ersten ähnlich ist, werden ähnliche Elementziffern für ähnliche Elemente verwendet, wobei jedoch 100-Seriennummern verwendet werden. In dieser Ausführungsform ist nur eine von zwei Seiten des HVAC-Luftverteilungssystems 126 gezeigt. Selbstverständlich kann sowohl eine fahrer- als auch beifahrerseitige Luftverteilung verwendet werden, wie in 1 gezeigt.
Ein Drehkanal 144 ist über einem oberen Auslass 152 in einem Kanal 134 befestigt, der in fluidtechnischer Verbindung mit einem Auslass 124 des HVAC-Moduls 122 steht. Ein ausfahrbarer Kanalabschnitt 150 ist an der Oberseite des Drehkanals 144 befestigt und stützt einen oberen Auslass 148. Der obere Auslass 148 kann mit der Hand auf und ab bewegt werden, um den oberen Auslass aus der Oberseite 116 des Armaturenbretts 114 zu ziehen oder um ihn nach unten in das Armaturenbrett 114 hinein zu drücken. Der ausfahrbare Kanalabschnitt 150 stellt vorzugsweise eine ausreichende Steifigkeit bereit, um den oberen Auslass 148 in der Position zu stützen, in die er durch den Fahrzeuginsassen bewegt wurde. Der Drehkanal 144 lässt zu, dass der obere Auslass 148 um eine vertikale Achse verschwenkt wird, um den oberen Auslass 148 in eine gewünschte Luftströmungsrichtung zu richten. Optional kann in der zweiten Ausführungsform auch ein Schwenkelement ähnlich dem in der ersten Ausführungsform enthaltenen umfasst sein. Auch kann die Oberseite des oberen Auslasses 148 derart geformt sein, dass sie mit der Oberseite 116 des Armaturenbretts 114 fluchtet, wenn sich der obere Auslass 148 in seiner zurückgezogenen Position befindet.
Eine Weichenstange 154 ist mit dem oberen Auslass 148 verbunden und bewegt sich mit diesem auf und ab. Ein oberes Auslassventil 156 ist an der Weichenstange 154 befestigt und bewegt sich mit dieser auf und ab. Das obere Auslassventil 156 ist auf der Weichenstange 154 derart angeordnet, sodass, wenn der obere Auslass 148 nach unten in seine zurückgezogene Position bewegt wird, das obere Auslassventil 156 den oberen Auslass 152 im Wesentlichen schließen wird.
Die Weichenstange 154 umfasst auch ein Heizungsauslassventil 158, das sich benachbart zu einem Heizungsströmungskanal 160 auf und ab verschiebt. Der Heizungsströmungskanal 160 leitet die Luftströmung zu einem Heizungsauslass 138. Das Heizungsauslassventil 158 umfasst eine Strömungsöffnung 162 (durch eine Strichlinie in 2 angezeigt), die mit dem Heizungsströmungskanal 160 ausgerichtet ist, wenn der obere Auslass 148 nach unten in seine zurückgezogen Position gedrückt ist. Andererseits sperrt das Heizungsauslassventil 158 die Strömung durch den Heizungsströmungskanal 160, wenn der obere Auslass 148 nach oben in seine Betriebsposition gehoben ist, da die Strömungsöffnung 162 nicht mehr mit dem Heizungsströmungskanal 160 ausgerichtet ist.
3 veranschaulicht eine dritte Ausführungsform. Da diese Ausführungsform der ersten ähnlich ist, werden ähnliche Ziffern für ähnliche Elementziffern verwendet, wobei jedoch 200-Seriennummern verwendet werden. In dieser Ausführungsform ist nur eine von zwei Seiten des HVAC-Luftverteilungssystems 226 gezeigt. Selbstverständlich kann sowohl eine fahrer- als auch beifahrerseitige Luftverteilung verwendet werden, wie in 1 gezeigt.
Das HVAC-Modul 222 weist einen Auslass 224 auf, der eine Luftströmung zu einem flexiblen Kanal 228 leitet, der wiederum die Luft zu einem Ein lass 230 eines feststehenden Kanals 234 leitet. Eine bewegbare Strömungsweiche 264 ist in dem feststehenden Kanal 234 montiert und ist mit einem Weichennocken 266 über eine Stange 268 verbunden, wobei auch ein Griff 270 mit der Stange 268 in Eingriff steht. Der Griff 270 kann mit der Hand bewegt werden, um zu bewirken, dass sich die Strömungsweiche 264 in dem feststehenden Kanal 234 auf und ab verschiebt. Wenn die Strömungsweiche 264 in ihre obere Position verschoben ist (wie in 3 gezeigt), wird die Luftströmung nach unten durch einen Heizungsauslass 238 geleitet. Wenn die Strömungsweiche 264 in ihre untere Position verschoben ist, wird die Luftströmung nach oben durch den oberen Auslass 248 über dem Armaturenbrett 214 geleitet. Der feststehende Kanal 234 kann einen Drehkanalabschnitt 244 umfassen und kann auch einen Schwenkkanalabschnitt umfassen (in dieser Ausführungsform nicht gezeigt), die den in 1 gezeigten ähnlich sind.
4 veranschaulicht eine vierte Ausführungsform. Da diese Ausführungsform der ersten ähnlich ist, werden ähnliche Elementziffern für ähnliche Elemente verwendet, wobei jedoch 300-Seriennummern verwendet werden. In dieser Ausführungsform ist nur eine von zwei Seiten des HVAC-Luftverteilungssystems 326 gezeigt. Selbstverständlich kann sowohl eine fahrer- als auch beifahrerseitige Luftverteilung verwendet werden, wie in 1 gezeigt.
Das HVAC-Modul 322 weist einen Auslass 324 auf, der eine Luftströmung zu einem flexiblen Kanal 328 leitet, der wiederum die Luft zu einem Einlass 330 eines bewegbaren Kanals 334 leitet. Eine feststehende Strömungsweiche 364 ist in dem bewegbaren Kanal 334 befestigt. Wenn der obere Auslass 348 nach oben und unten gezogen wird, wird sich der bewegbare Kanal 334 mit diesem nach oben und unten verschieben. Dann wird sich der bewegbare Kanal 334 in Bezug auf die Strömungsweiche 364 auf und ab verschieben. Wenn der obere Auslass 348 nach unten in das Armaturenbrett 314 hinein gedrückt wird, wird der Einlass 230 in Bezug auf die Strömungsweiche 364 nach unten verschoben (wie in 4 gezeigt), sodass die Luftströmung nach unten durch den Heizungsauslass 338 geleitet wird. Wenn der obere Auslass 348 nach oben gezogen wird, bewegt sich der Einlass 330 nach oben in eine zweite Position in Bezug auf die Strömungsweiche 364, in der die Luftströmung nach oben durch den oberen Auslass 348 über dem Armaturenbrett 314 geleitet wird. Der bewegbare Kanal 334 kann einen Drehkanalabschnitt 344 umfassen und kann auch einen Schwenkkanalabschnitt (in dieser Ausführungsform nicht gezeigt), die den in 1 gezeigten ähnlich sind. Alternativ kann der bewegbare Kanal 334 eine eingebaute Schwenk- und Drehfunktion umfassen, indem er einen halbsteifen Abschnitt unter dem oberen Auslass 348 aufweist, der ein gewisses Verdrehen und Biegen in dem Kanal selbst zulässt, während er dennoch steif genug ist, um den oberen Auslass 348 zu stützen. Der halbsteife Abschnitt kann ähnlich dem ausfahrbaren Kanalabschnitt 150 in der Ausführungsform von 2 sein.
Während bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben wurden, wird ein Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich diese Erfindung bezieht, verschiedene alternative Ausgestaltungen und Ausführungsformen erkennen, um die Erfindung auszuführen, die durch die nachfolgenden Ansprüche definiert ist.

Claims

HVAC-System für ein Fahrzeug, welches umfasst: ein HVAC-Modul, welches derart ausgebildet ist, um selektiv klimatisierte Luft durch einen HVAC-Auslass zu leiten; und ein HVAC-Luftverteilungssystem mit einem Kanal, der funktionell mit dem HVAC-Auslass in Eingriff steht, um eine Luftströmung von diesem aufzunehmen, einem oberen Auslass, welcher derart ausgebildet ist, um über einem Armaturenbrett positioniert zu sein, einem Heizungsauslass, welcher derart ausgebildet ist, um unter dem Armaturenbrett angeordnet zu sein, und einer Weiche, die in dem Kanal angeordnet und derart ausgebildet ist, um die Luftströmung selektiv von dem HVAC-Auslass durch den Kanal zu dem oberen Auslass und dem Heizungsauslass zu leiten.
HVAC-System nach Anspruch 1, wobei der Kanal einen Drehkanalabschnitt umfasst, der unter dem oberen Auslass befestigt und derart ausgebildet ist, um eine Drehung des oberen Auslasses um eine vertikale Achse zuzulassen, und/oder wobei der Kanal einen Schwenkkanalabschnitt umfasst, welcher derart ausgebildet ist, um eine Drehung des oberen Auslasses um eine horizontale Achse zuzulassen.
HVAC-System nach Anspruch 1, welches einen flexiblen Kanal umfasst, der den HVAC-Auslass mit einem Einlass zu dem Kanal verbindet, wobei der Kanal und der Einlass zu dem Kanal derart ausgebildet sind, dass sie sich mit dem oberen Auslass bewegen, und wobei der obere Auslass in das Armaturenbrett hinein und aus diesem heraus bewegbar ist, sodass eine Bewegung des oberen Auslasses aus dem Armaturenbrett heraus den Einlass in Bezug auf die Weiche derart bewegen wird, um zu bewirken, dass die Luftströmung durch den oberen Auslass geleitet wird, und die Bewegung des oberen Auslasses in das Armaturenbrett hinein den Einlass in Bezug auf die Weiche derart bewegen wird, um zu bewirken, dass die Luftströmung durch den Heizungsauslass geleitet wird.
HVAC-System nach Anspruch 1, welches einen Luftströmungskanal umfasst, der den HVAC-Auslass mit einem Einlass zu dem Kanal verbindet, und wobei die Weiche ein bewegbares Weichenelement, das benachbart zu dem Einlass angeordnet ist, und ein mit der Hand bewegbares Element umfasst, welches derart ausgebildet ist, um das bewegbare Weichenelement zwischen einer ersten Position, welche die Luftströmung von dem Einlass zu dem oberen Auslass leitet, und einer zweiten Position, welche die Luftströmung von dem Einlass zu dem Heizungsauslass leitet, zu bewegen, und/oder wobei das mit der Hand bewegbare Element eine Weichenstange umfasst, welche die bewegbare Weiche mit einem Weichengriff über einen Nocken verbindet, wobei eine Bewegung des Weichengriffes bewirken wird, dass sich die bewegbare Weiche in Bezug auf den Einlass bewegt.
HVAC-System nach Anspruch 1, welches einen flexiblen Kanal umfasst, der mit dem HVAC-Auslass verbunden ist, und wobei die Weiche eine Schiebeweiche, die an dem Kanal nach oben und unten verschiebbar ist, und einen Einlass aufweist, der mit dem flexiblen Kanal in Eingriff steht, und eine Umleitplatte umfasst, die sich horizontal über den Kanal benachbart zu dem Einlass erstreckt, sodass ein Verschieben der Schiebeweiche nach oben an dem Kanal die Luftströmung über die Umleitplatte in Richtung des oberen Auslasses leiten wird und ein Verschieben der Schiebeweiche nach unten an dem Kanal die Luftströmung unter die Umleitplatte in Richtung des Heizungsauslasses leiten wird.
HVAC-System nach Anspruch 1, wobei die Weiche eine Weichenstange, die durch den oberen Auslass gestützt und mit diesem bewegbar ist, ein oberes Auslassventil, welches derart ausgebildet ist, um die Luftströmung in den oberen Auslass zuzulassen, wenn der obere Auslass in eine ausgefahrene Position gehoben ist, und eine Strömungsöffnung in der Weichenstange umfasst, die derart ausgebildet ist, um die Luftströmung zu dem Heizungsauslass zu gestatten, wenn der obere Auslass in eine zurückgezogene Position gesenkt ist, und/oder wobei das HVAC-Luftverteilungssystem einen ausfahrbaren Kanal umfasst, der sich von dem Kanal nach oben erstreckt, wobei der obere Auslass an dem ausfahrbaren Kanal befestigt und von diesem gestützt ist.
HVAC-System nach Anspruch 1, wobei das HVAC-Modul einen zweiten HVAC-Auslass umfasst und das HVAC-Luftverteilungssystem einen zweiten Kanal, welcher funktionell mit dem zweiten HVAC-Auslass in Eingriff steht, um die Luftströmung von diesem aufzunehmen, einen zweiten oberen Auslass, welcher derart ausgebildet ist, um über dem Armaturenbrett positioniert zu sein, einen zweiten Heizungsauslass, welcher derart ausgebildet ist, um unter dem Armaturenbrett angeordnet zu sein, und eine zweite Weiche umfasst, die in dem zweiten Kanal angeordnet und derart ausgebildet ist, um die Luftströmung selektiv von dem zweiten HVAC-Auslass durch den zweiten Kanal zu dem zweiten oberen Auslass und dem zweiten Heizungsauslass zu leiten, und/oder wobei der Kanal einen Drehkanalabschnitt umfasst, der unter dem oberen Auslass befestigt und derart ausgebildet ist, um eine Drehung des oberen Auslasses um eine vertikale Achse zuzulassen, und wobei der zweite Kanal einen zweiten Drehkanalabschnitt umfasst, welcher unter dem zweiten oberen Auslass befestigt und derart ausgebildet ist, um eine Drehung des zweiten oberen Auslasses um eine zweite vertikale Achse zuzulassen.
HVAC-System nach Anspruch 7, wobei der Drehkanalabschnitt und der zweite Drehkanalabschnitt derart ausgebildet sind, um zuzulassen, dass der obere Auslass und der zweite obere Auslass jeweils zu einer Windschutzscheibe weisen und die Luftströmung auf diese leiten, wobei im Speziellen der Kanal einen Schwenkkanalabschnitt umfasst, welcher derart ausgebildet ist, um eine Drehung des oberen Auslasses um eine horizontale Achse zuzulassen, und der zweite Kanal einen zweiten Schwenkkanalabschnitt umfasst, welcher derart ausgebildet ist, um eine Drehung des zweiten oberen Auslasses um eine zweite horizontale Achse zuzulassen.
HVAC-System nach Anspruch 7, wobei der Kanal einen Schwenkkanalabschnitt umfasst, welcher derart ausgebildet ist, um eine Drehung des oberen Auslasses um eine horizontale Achse zuzulassen, und der zweite Kanal einen zweiten Schwenkkanalabschnitt umfasst, welcher derart ausgebildet ist, um eine Drehung des zweiten oberen Auslasses um eine zweite horizontale Achse zuzulassen.
HVAC-System nach Anspruch 7, wobei der Kanal einen Schwenkkanalabschnitt umfasst, welcher derart ausgebildet ist, um eine Drehung des oberen Auslasses um eine horizontale Achse zuzulassen, und der zweite Kanal einen zweiten Schwenkkanalabschnitt umfasst, welcher derart ausgebildet ist, um eine Drehung des zweiten oberen Auslasses um eine zweite horizontale Achse zuzulassen.