DE102014111496A1 - Fahrzeugklimaanlage zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums - Google Patents

Fahrzeugklimaanlage zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums Download PDF

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Stefan Gärtner
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugklimaanlage (10) zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums, mit einem Verdampfer (12) zum Bereitstellen von Kaltluft, die dem Fahrzeuginnenraum zugeführt werden kann, einer Heizeinrichtung (14) zum Bereitstellen von Warmluft, die dem Fahrzeuginnenraum zugeführt werden kann, einem Luftmischbereich (16) zum Mischen von Kaltluft aus dem Verdampfer (12) und Warmluft aus der Heizeinrichtung (14), einem Entfrosterkanal (18) zur Anströmung einer Fahrzeugscheibe, einem Lüftungskanal (20) zur Anströmung eines Fahrzeuginsassen (26), und einem Fußraumkanal (22) zur Anströmung eines Fahrzeugbodenbereichs, wobei der Entfrosterkanal (18), der Lüftungskanal (20) und der Fußraumkanal (22) jeweils an den Luftmischbereich (16) angeschlossen sind, und wobei ein Warmluft-Bypasskanal (30) zur Versorgung des Entfrosterkanals (18) und des Fußraumkanals (22) mit Warmluft vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugklimaanlage zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums, mit einem Verdampfer zum Bereitstellen von Kaltluft, die dem Fahrzeuginnenraum zugeführt werden kann, einer Heizeinrichtung zum Bereitstellen von Warmluft, die dem Fahrzeuginnenraum zugeführt werden kann, einem Luftmischbereich zum Mischen von Kaltluft aus dem Verdampfer und Warmluft aus der Heizeinrichtung, einem Entfrosterkanal zur Anströmung einer Fahrzeugscheibe, einem Lüftungskanal zur Anströmung eines Fahrzeuginsassen, und einem Fußraumkanal zur Anströmung eines Fahrzeugbodenbereichs, wobei der Entfrosterkanal, der Lüftungskanal und der Fußraumkanal jeweils an den Luftmischbereich angeschlossen sind.
  • Moderne Kraftfahrzeuge sind heutzutage üblicherweise mit einer Klimaanlage zur Belüftung, Klimatisierung und/oder Entfeuchtung eines Fahrzeuginnenraums ausgestattet.
  • In der Regel umfasst eine solche Fahrzeugklimaanlage einen Verdampfer zum Bereitstellen von Kaltluft und eine Heizeinrichtung zum Bereitstellen von Warmluft. Die Kaltluft, die Warmluft sowie unter Umständen Frischluft aus der Fahrzeugumgebung und/oder Umluft aus dem Fahrzeuginnenraum strömen dabei in einen Luftmischbereich, der Mischluft mit einer vorbestimmbaren Temperatur bereitstellt und diese über mehrere Kanäle und Luftausströmer in den Fahrzeuginnenraum einleitet, um diesen wunschgemäß zu temperieren.
  • Insbesondere sind aus dem Stand der Technik bereits Fahrzeugklimaanlagen mit einer sogenannten Zonenklimatisierung bekannt, bei denen die Temperatur im Fahrzeuginnenraum „zonenweise“ einstellbar und folglich an unterschiedliche Temperaturwünsche des Fahrers und des Beifahrers anpassbar ist.
  • An kalten Wintertagen mit starker Sonneneinstrahlung kann es allerdings vorkommen, dass eine generell angenehme und beispielsweise im Fußraum notwendige Lufttemperatur der Fahrzeugklimaanlage im Kopf- und Brustbereich eines Fahrzeuginsassen aufgrund der zusätzlichen Sonneneinstrahlung als zu warm empfunden wird.
  • Aus diesem Grund schlägt die DE 10 2012 022 214 A1 eine Fahrzeugklimaanlage vor, bei der ein separater Kaltluftkanal vorgesehen ist, der vom Verdampfer bereitgestellte Kaltluft im Wesentlichen ungemischt dem Fahrzeuginnenraum zuführen kann. Über einen solchen Kaltluftkanal lässt sich mit geringem konstruktiven Aufwand lokal Kaltluft zuführen, ohne die globale Temperatureinstellung und damit die Mischlufttemperatur im Luftmischbereich zu verändern. So kann bei geringen Außentemperaturen und starker Sonneneinstrahlung vom Verdampfer bereitgestellte Kaltluft im Kopf- und/oder Brustbereich des Insassen eingeblasen werden, ohne die Temperatur im Fußraum absenken zu müssen. Diese Funktionalität der Klimaanlage trägt folglich zu einem erhöhten Klimatisierungskomfort für die Fahrzeuginsassen bei.
  • Es hat sich allerdings herausgestellt, dass die relativ kurze Direktverbindung zwischen dem Verdampfer und einem Luftausströmer im Kopf- und/oder Brustbereich eines Fahrzeuginsassen als Schallbrücke für Klimaanlagengeräusche (zum Beispiel vom Verdampfer, Kompressor und/oder Expansionsventil) wirkt, welche dadurch unter Umständen vom Insassen wahrgenommen und als störend empfunden werden können. Aufgrund des recht geradlinigen Verlaufs und der Kürze des Lüftungskanals ist außerdem keine vollständige Durchmischung der unterschiedlich temperierten Teilströme gewährleistet, was am Luftausströmer zu einem inhomogenen Luftstrom mit unerwünschter Temperaturschichtung führen kann.
  • Die DE 10 2011 008 520 A1 zeigt eine Fahrzeugklimaanlage, bei welcher dem Fußraumkanal Mischluft aus einem Hauptmischraum und/oder Warmluft aus der Heizeinrichtung zugeführt werden kann. Ausgehend von einer Lufttemperatur im Hauptmischraum lässt sich die Lufttemperatur im Fußraumkanal auf diese Weise mit geringem Aufwand und ohne nennenswerte Auswirkungen auf andere Luftausströmer anheben. Allerdings ist mit einer solchen Klimaanlage kein Betriebsmodus realisierbar, bei dem die Lufttemperatur im Lüftungskanal gegenüber einer globalen Temperatureinstellung der Fahrzeugklimaanlage abgesenkt ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fahrzeugklimaanlage zu schaffen, bei der eine globale Temperatureinstellung im Kopf- und/oder Brustbereich eines Fahrzeuginsassen mit geringem Aufwand lokal verringert werden kann, ohne dass der Fahrzeuginsasse eine unangenehme Temperaturschichtung des Luftstroms oder störende Geräusche aus der Fahrzeugklimaanlage wahrnimmt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Fahrzeugklimaanlage der eingangs genannten Art, bei der ein Warmluft-Bypasskanal zur Versorgung des Entfrosterkanals und des Fußraumkanals mit Warmluft vorgesehen ist. Mit anderen Worten kann der Bypasskanal dem Entfrosterkanal und dem Fußraumkanal unter Umgehung des Luftmischbereichs Warmluft aus der Heizeinrichtung zuführen. Hingegen entspricht die Lufttemperatur im Lüftungskanal stets im Wesentlichen der im Luftmischbereich eingestellten Lufttemperatur, da der Lüftungskanal nicht an den Warmluft-Bypasskanal angeschlossen ist. Der Lüftungskanal zur Anströmung des Insassen im Kopf- und/oder Brustbereich ist ausschließlich an den Luftmischbereich angeschlossen, sodass keine unmittelbare Schallbrücke zwischen dem Verdampfer und dem Kopfbereich des Fahrzeuginsassen entsteht. Ferner erfolgt im Luftmischbereich eine intensive Durchmischung von Kaltluft aus dem Verdampfer und Warmluft aus der Heizeinrichtung, sodass am Luftausströmer des Lüftungskanals keine unerwünschte Temperaturschichtung auftritt.
  • In einer Ausführungsform der Fahrzeugklimaanlage erstreckt sich der Warmluft-Bypasskanal von einem der Heizeinrichtung zugeordneten Lufteinlass durch den und zumindest abschnittsweise getrennt von dem Luftmischbereich bis zu einem dem Entfrosterkanal zugeordneten, ersten Luftauslass und einem dem Fußraumkanal zugeordneten, zweiten Luftauslass. Dies bedeutet, dass sich der Warmluft-Bypasskanal ausgehend vom Lufteinlass verzweigt und schließlich in zwei separaten Luftauslässen endet. Auf diese Weise lässt sich mit geringem konstruktiven Aufwand sowohl die Temperatur im Entfrosterkanal als auch die Temperatur im Fußraumkanal gegenüber der Temperatur im Luftmischbereich anheben.
  • Der Lufteinlass des Warmluft-Bypasskanals kann in dieser Ausführungsform unmittelbar an eine stromabwärtige Seite der Heizeinrichtung angrenzen. Dadurch wird im Warmluft-Bypasskanal eine maximale Lufttemperatur erreicht, mit der die Lufttemperatur im Entfroster- und Fußraumkanal besonders effizient beeinflusst werden kann.
  • Im Übrigen ist dem Lufteinlass des Warmluft-Bypasskanals bevorzugt eine Bypassklappe zur Regulierung der Luftströmung im Warmluft-Bypasskanal zugeordnet. Über die Bypassklappe lassen sich Temperaturunterschiede zwischen dem Lüftungskanal auf der einen Seite und dem Entfrosterkanal sowie dem Fußraumkanal auf der anderen Seite mit geringem Aufwand einstellen.
  • Dem ersten Luftauslass des Warmluft-Bypasskanals ist vorzugsweise eine Entfroster-Bypassklappe zur Regulierung einer dem Entfrosterkanal zugeführten Warmluftströmung zugeordnet, wobei die Entfroster-Bypassklappe insbesondere in eine Entfrosterklappe zur Regulierung einer dem Entfrosterkanal zugeführten Luftströmung integriert sein kann.
  • Ferner ist bevorzugt, dass sich der Warmluft-Bypasskanal in den Entfrosterkanal erstreckt oder der erste Luftauslass unmittelbar an eine Einlassöffnung des Entfrosterkanals angrenzt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Lufttemperatur im Entfrosterkanal maßgeblich durch die Lufttemperatur im Warmluft-Bypasskanal beeinflussbar ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Fahrzeugklimaanlage ist dem zweiten Luftauslass eine Fußraum-Bypassklappe zur Regulierung einer dem Fußraumkanal zugeführten Warmluftströmung zugeordnet. Diese Fußraum-Bypassklappe kann dabei insbesondere in eine Fußraumklappe zur Regulierung einer dem Fußraumkanal zugeführten Luftströmung integriert sein.
  • Außerdem ist bevorzugt, dass sich der Warmluft-Bypasskanal in den Fußraumkanal erstreckt oder der zweite Luftauslass unmittelbar an eine Einlassöffnung des Fußraumkanals angrenzt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Lufttemperatur im Fußraumkanal maßgeblich durch die Lufttemperatur im Warmluft-Bypasskanal beeinflussbar ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Fahrzeugklimaanlage weitet sich der Warmluft-Bypasskanal im eingebauten Zustand der Fahrzeugklimaanlage vom Lufteinlass zum ersten Luftauslass hin in Fahrzeugquerrichtung auf. Dies stellt eine besonders gleichmäßige Warmluftbeimischung in Fahrzeugquerrichtung sicher, wodurch unerwünschte Temperaturschichtungen vermieden werden. Alternativ oder zusätzlich ist natürlich auch eine Aufweitung des Warmluft-Bypasskanals zum zweiten Luftauslass hin in Fahrzeugquerrichtung denkbar, wobei jedoch im Unterschied zum Entfrosterkanal die Luft im Fußraumkanal üblicherweise nicht über nahezu die gesamte Fahrzeugbreite ausströmt.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Fahrzeugklimaanlage ist der Warmluft-Bypasskanal im eingebauten Zustand der Fahrzeugklimaanlage in Fahrzeugquerrichtung im Wesentlichen mittig zum Verdampfer angeordnet. Dadurch ergibt sich ein konstruktiv einfacher, in Fahrzeugquerrichtung im Wesentlichen symmetrischer Aufbau der Fahrzeugklimaanlage, was auch zu einem gewünschten, identischen Klimatisierungsverhalten auf der Fahrer- und Beifahrerseite führt.
  • Im Übrigen kann der Warmluft-Bypasskanal im eingebauten Zustand der Fahrzeugklimaanlage in Fahrzeugquerrichtung geteilt sein, wobei einer Fahrerseite ein erster Bypass-Teilkanal und einer Beifahrerseite ein zweiter Bypass-Teilkanal zugeordnet ist. Vorzugsweise wären in diesem Fall der Luftmischbereich sowie eine optional vorhandene Bypassklappe, Entfroster-Bypassklappe und/oder Fußraum-Bypassklappe ebenfalls geteilt ausgeführt. Somit lässt sich auch in Bezug auf den Warmluft-Bypasskanal mit geringem Aufwand eine sogenannte „Zonensteuerung“ der Fahrzeugklimaanlage realisieren.
  • Bevorzugt ist die Heizeinrichtung der Fahrzeugklimaanlage dem Verdampfer nachgeschaltet. Dies ermöglicht zum einen eine vorteilhafte Entfeuchtung der dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Mischluft und zum anderen eine Nacherwärmung der vom Verdampfer bereitgestellten Kaltluft.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Fahrzeugklimaanlage sind Sensoren zur Temperaturmessung einer dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Luft sowie eine Steuereinrichtung zur Regelung der gemessenen Lufttemperatur auf eine einstellbare Solltemperatur des Fahrzeuginnenraums vorgesehen, wobei die Sensoren im Entfrosterkanal und/oder im Fußraumkanal angeordnet sind. Im Lüftungskanal sind hingegen keine Sensoren zur Temperaturmessung einer dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Luft vorgesehen.
  • Bevorzugt sind dabei wenigstens eine erste Hauptklappe zur Regulierung der dem Luftmischbereich zugeführten Kaltluft aus dem Verdampfer und wenigstens eine zweite Hauptklappe zur Regulierung der dem Luftmischbereich zugeführten Warmluft aus der Heizeinrichtung vorgesehen, wobei die Steuereinrichtung besonders bevorzugt ausschließlich mit den Hauptklappen der Fahrzeugklimaanlage gekoppelt ist. Da die Steuereinrichtung zur Bestimmung der dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Luft die gegebenenfalls über den Warmluft-Bypasskanal erhöhte Lufttemperatur im Entfrosterkanal und/oder im Fußraumkanal misst und dann unter Umständen die Lufttemperatur im Luftmischbereich über die Hauptklappen der Fahrzeugklimaanlage absenkt, lässt sich auf diese Weise mit geringem Aufwand „indirekt“ auch eine gewünschte Temperaturabsenkung im Lüftungskanal realisieren. Damit entspricht die Fahrzeugklimaanlage funktional einer Klimaanlage mit einem Kaltluft-Bypass für den Lüftungskanal, wobei jedoch keinerlei Geräusch- oder Temperaturschichtungsprobleme auftreten.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:
  • 1 einen schematischen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Fahrzeugklimaanlage in einem im Fahrzeug eingebauten Zustand;
  • 2 einen schematischen Schnitt II-II durch die Fahrzeugklimaanlage gemäß 1; und
  • 3 einen schematischen Perspektivausschnitt der Fahrzeugklimaanlage gemäß 1.
  • Die 1 zeigt eine Fahrzeugklimaanlage 10 zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums, mit einem Verdampfer 12 zum Bereitstellen von Kaltluft, die dem Fahrzeuginnenraum zugeführt werden kann, einer Heizeinrichtung 14 zum Bereitstellen von Warmluft, die dem Fahrzeuginnenraum zugeführt werden kann, und einem Luftmischbereich 16 zum Mischen von Kaltluft aus dem Verdampfer 12 und Warmluft aus der Heizeinrichtung 14. Darüber hinaus umfasst die Fahrzeugklimaanlage 10 einen Entfrosterkanal 18 zur Anströmung einer Fahrzeugscheibe, einen Lüftungskanal 20 zur Anströmung eines Fahrzeuginsassen 26 und einen Fußraumkanal 22 zur Anströmung eines Fahrzeugbodenbereichs, wobei der Entfrosterkanal 18, der Lüftungskanal 20 und der Fußraumkanal 22 jeweils an den Luftmischbereich 16 angeschlossen sind, das heißt in den Luftmischbereich 16 münden.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fahrzeugklimaanlage 10 grenzt ein Luftausströmer des Entfrosterkanals 18 an eine Frontscheibe 24 des Fahrzeugs an. Ein Luftausströmer des Lüftungskanals 20 ist etwa auf Brusthöhe des Fahrzeuginsassen 26 in einer Armaturentafel des Fahrzeugs angeordnet und kann den Kopf- und/oder Brustbereich des Fahrzeuginsassen 26 anströmen während ein Luftausströmer des Fußraumkanals 22 bodennah in einem Fußraum 28 des Fahrzeugs angeordnet ist und die Füße des Fahrzeuginsassen 26 anströmen kann.
  • Gemäß 1 ist außerdem ein gemeinsamer Warmluft-Bypasskanal 30 zur Versorgung des Entfrosterkanals 18 und des Fußraumkanals 22 mit Warmluft vorgesehen. Konkret kann der Warmluft-Bypasskanal 30 dem Entfrosterkanal 18 und dem Fußraumkanal 22 unter Umgehung des Luftmischbereichs 16 Warmluft aus der Heizeinrichtung 14 zuführen, wohingegen der Lüftungskanal 20 nicht an den Warmluft-Bypasskanal 30 angeschlossen ist, sodass die Lufttemperatur im Lüftungskanal 20 stets im Wesentlichen der im Luftmischbereich 16 eingestellten Lufttemperatur entspricht.
  • Hinsichtlich einer Luftströmungsrichtung 32 in der Fahrzeugklimaanlage 10 ist die Heizeinrichtung 14 gemäß 1 dem Verdampfer 12 nachgeschaltet und umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel sowohl einen Heizkörper 34 als auch ein sogenanntes PTC-Heizgerät 36.
  • Der Warmluft-Bypasskanal 30 erstreckt sich von einem der Heizeinrichtung 14 zugeordneten Lufteinlass 38 durch den Luftmischbereich 16 bis zu einem dem Entfrosterkanal 18 zugeordneten, ersten Luftauslass 40 und einem dem Fußraumkanal 22 zugeordneten, zweiten Luftauslass 42. Ausgehend vom Lufteinlass 38 verzweigt sich der Warmluft-Bypasskanal 30 im Luftmischbereich 16 und endet in zwei separaten Luftauslässen 40, 42, wobei der Warmluft-Bypasskanal 30 zwischen dem Lufteinlass 38 und den Luftauslässen 40, 42 vom Luftmischbereich 16 luftdicht abgetrennt ist, sodass kein Luftaustausch zwischen dem Luftmischbereich 16 und dem Warmluft-Bypasskanal 30 stattfinden kann.
  • Der Lufteinlass 38 des Warmluft-Bypasskanals 30 grenzt dabei unmittelbar an eine stromabwärtige Seite der Heizeinrichtung 14 an, sodass sich im Warmluft-Bypasskanal 30 eine möglichst hohe Lufttemperatur einstellt.
  • Gemäß 1 ist dem Lufteinlass 38 eine Bypassklappe 44 zur Regulierung der Luftströmung im Warmluft-Bypasskanal 30 zugeordnet. Über diese Bypassklappe 44 lässt sich zwischen der Luft im Lüftungskanal 20 einerseits und der Luft im Entfrosterkanal 18 und Fußraumkanal 22 andererseits mit geringem Aufwand ein gewünschter Temperaturunterschied einstellen, wobei in einer Schließstellung der Bypassklappe 44 kein Temperaturunterschied und in einer Offenstellung der Bypassklappe 44 ein maximaler Temperaturunterschied auftritt.
  • Ferner ist dem ersten Luftauslass 40 eine Entfroster-Bypassklappe 46 zur Regulierung einer dem Entfrosterkanal 18 zugeführten Warmluftströmung und dem zweiten Luftauslass 42 eine Fußraum-Bypassklappe 48 zur Regulierung einer dem Fußraumkanal 22 zugeführten Warmluftströmung zugeordnet.
  • Die Entfroster-Bypassklappe 46 ist im vorliegenden Fall in eine Entfrosterklappe zur Regulierung einer dem Entfrosterkanal 18 zugeführten Luftströmung integriert. Analog ist auch die Fußraum-Bypassklappe 48 in eine Fußraumklappe zur Regulierung einer dem Fußraumkanal 22 zugeführten Luftströmung integriert. Eine Lüftungsklappe 50 zur Regulierung einer dem Lüftungskanal 20 zugeführten Luftströmung steuert hingegen ausschließlich die Luftströmung zwischen dem Luftmischbereich 16 und dem Lüftungskanal 20, da der Warmluft-Bypasskanal 30 nicht an den Lüftungskanal 20 angeschlossen ist.
  • Gemäß 1 grenzt der erste Luftauslass 40 des Warmluft-Bypasskanals 30 unmittelbar an eine Einlassöffnung 52 des Entfrosterkanals 18 und der zweite Luftauslass 42 des Warmluft-Bypasskanals 30 unmittelbar an eine Einlassöffnung 54 des Fußraumkanals 22 an, wodurch die Lufttemperatur im Luftmischbereich 16 von der Luftströmung im Warmluft-Bypasskanal 30 kaum beeinflusst wird. Um diese Einflussnahme zu minimieren, ist alternativ auch denkbar, dass sich der Warmluft-Bypasskanal 30 ein Stück in den Entfrosterkanal 18 und/oder den Fußraumkanal 22 erstreckt.
  • Die 2 zeigt einen schematischen Schnitt II-II durch die Fahrzeugklimaanlage 10 gemäß 1. Dabei wird deutlich, dass der Warmluft-Bypasskanal 30 im eingebauten Zustand der Fahrzeugklimaanlage 10 in Fahrzeugquerrichtung 56 im Wesentlichen mittig zum Verdampfer 12 angeordnet ist. Somit ergibt sich in Fahrzeugquerrichtung 56 ein im Wesentlichen symmetrischer Aufbau der Fahrzeugklimaanlage 10, was insbesondere im Fall einer Zonensteuerung der Klimaanlage bei identischer Ansteuerung fahrerseitig und beifahrerseitig zu einem gewünschten, identischen Klimatisierungsverhalten führt.
  • Bei einer sogenannten Zonenklimatisierung ist es außerdem vorteilhaft, wenn der Warmluft-Bypasskanal 30 im eingebauten Zustand der Fahrzeugklimaanlage 10 in Fahrzeugquerrichtung 56 etwa mittig geteilt ist, wobei einer Fahrerseite ein erster Bypass-Teilkanal 58 und einer Beifahrerseite ein zweiter Bypass-Teilkanal 60 zugeordnet ist. Eine entsprechende Trennwand 62 des Warmluft-Bypasskanals 30 ist in 2 gestrichelt angedeutet. Konsequenterweise wären in diesem Fall der Luftmischbereich 16 sowie die Bypassklappe 44, Entfroster-Bypassklappe 46 und/oder Fußraum-Bypassklappe 48 ebenfalls geteilt ausgeführt, um fahrerseitig und beifahrerseitig eine im Wesentlichen voneinander unabhängige Zonenklimatisierung realisieren zu können.
  • Die 3 zeigt eine schematische Perspektivansicht der Fahrzeugklimaanlage 10 im Bereich des Warmluft-Bypasskanals 30, um die räumliche Anordnung und geometrische Ausgestaltung des Warmluft-Bypasskanals 30 im Luftmischbereich 16 zu verdeutlichen. So fällt beispielsweise auf, dass sich der Warmluft-Bypasskanal 30 im eingebauten Zustand der Fahrzeugklimaanlage 10 vom Lufteinlass 38 zum ersten Luftauslass 40 hin in Fahrzeugquerrichtung 56 aufweitet. Da sich der Luftausströmer des Entfrosterkanals 18 an der Frontscheibe 24 gewöhnlich über nahezu die gesamte Fahrzeugbreite erstreckt, sorgt diese Aufweitung des Warmluft-Bypasskanals 30 für eine besonders gleichmäßige Warmluftbeimischung in Fahrzeugquerrichtung 56.
  • Eine Luftausströmung des Fußraumkanals 22 erfolgt üblicherweise nicht über die gesamte Fahrzeugbreite, sodass eine Aufweitung des Warmluft-Bypasskanals 30 zum zweiten Luftauslass 42 hin nicht unbedingt notwendig, aber selbstverständlich auch denkbar und problemlos realisierbar ist.
  • Mittels der beschriebenen Fahrzeugklimaanlage 10 lässt sich mit geringem Aufwand eine globale Temperatureinstellung der Fahrzeugklimaanlage 10 lokal verändern, insbesondere verringern. So ist insbesondere eine lokale Temperaturabsenkung am Luftausströmer des Lüftungskanals 20 realisierbar, um beispielsweise an kalten Wintertagen im Kopf- und Brustbereich des Fahrzeuginsassen 26 eine etwaige starke Sonneneinstrahlung zu kompensieren, wohingegen an den Luftausströmern des Entfrosterkanals 18 und des Fußraumkanals 22 eine als angenehm empfundene, höhere Lufttemperatur bereitgestellt wird.
  • Gemäß 1 sind hierzu Sensoren 64 zur Temperaturmessung einer dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Luft sowie eine Steuereinrichtung 66 zur Regelung der gemessenen Lufttemperatur auf eine einstellbare Solltemperatur des Fahrzeuginnenraums vorgesehen, wobei die Sensoren 64 im Entfrosterkanal 18 und im Fußraumkanal 22 angeordnet sind. Im Lüftungskanal 20 ist hingegen kein solcher Sensor 64 vorhanden.
  • Der 1 lässt sich außerdem entnehmen, dass eine erste Hauptklappe 68 zur Regulierung der dem Luftmischbereich 16 zugeführten Kaltluft aus dem Verdampfer 12 und eine zweite Hauptklappe 70 zur Regulierung der dem Luftmischbereich 16 zugeführten Warmluft aus der Heizeinrichtung 14 vorgesehen sind, wobei die Steuereinrichtung 66 ausschließlich mit den Hauptklappen 68, 70 der Fahrzeugklimaanlage 10 gekoppelt ist.
  • Alternativ ist auch vorstellbar, dass anstelle der beiden Hauptklappen 68, 70 lediglich ein einziges Stellelement vorgesehen ist, mit dem sich sowohl die dem Luftmischbereich 16 zugeführte Kaltluft aus dem Verdampfer 12 als auch die dem Luftmischbereich 16 zugeführte Warmluft aus der Heizeinrichtung 14 regulieren lässt. Bevorzugt wäre die Steuereinrichtung 66 dann ausschließlich mit diesem Stellelement der Fahrzeugklimaanlage 10 gekoppelt.
  • Eine gewünschte, lokale Temperaturabsenkung im Kopf- und Brustbereich eines Fahrzeuginsassen 26 wird nun im vorliegenden Fall nicht mittels eines Kaltluft-Bypasskanals über eine direkte Kaltluftzufuhr erreicht, sondern indirekt über eine Temperaturabsenkung im Luftmischbereich 16. Um an den Luftausströmern des Entfrosterkanals 18 und des Fußraumkanals 22 eine gewünschte, höhere Lufttemperatur bereitstellen zu können, wird der zu kühlen Luft aus dem Luftmischbereich 16 Warmluft aus dem Warmluft-Bypasskanal 30 beigemischt, sodass sich insgesamt die Solltemperatur gemäß der globalen Temperatureinstellung ergibt. Da die Temperaturmessung der dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Luft im Entfrosterkanal 18 und/oder im Fußraumkanal 22 erfolgt und mit der vom Fahrzeuginsassen 26 einstellbaren Solltemperatur des Fahrzeuginnenraums abgeglichen wird, stellt der Warmluft-Bypasskanal 30 ausgehend von der globalen Temperatureinstellung des Fahrzeuginsassen 26 folglich keine lokale Temperaturerhöhung im Entfrosterkanal 18 und im Fußraumkanal 22 dar, sondern führt letztlich zu einer gewünschten, lokalen Temperaturabsenkung im Lüftungskanal 20.
  • Diese Konstruktion der Fahrzeugklimaanlage 10 bietet dabei den Vorteil, dass es keine unmittelbare Kaltluft-Strömungsverbindung zwischen dem Verdampfer 12 und dem Luftausströmer des Lüftungskanals 20 gibt. Ein solcher Kaltluftkanal war bisher aufgrund seiner Kürze und seiner weitgehend geradlinigen Ausrichtung verantwortlich für eine als unangenehm empfundene Temperaturschichtung am Luftausströmer des Lüftungskanals 20 sowie für Geräusche der Klimaanlage, die vom Fahrzeuginsassen 26 unter Umständen als störend wahrgenommen werden konnten.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012022214 A1 [0006]
    • DE 102011008520 A1 [0008]

Claims (15)

  1. Fahrzeugklimaanlage zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums, mit einem Verdampfer (12) zum Bereitstellen von Kaltluft, die dem Fahrzeuginnenraum zugeführt werden kann, einer Heizeinrichtung (14) zum Bereitstellen von Warmluft, die dem Fahrzeuginnenraum zugeführt werden kann, einem Luftmischbereich (16) zum Mischen von Kaltluft aus dem Verdampfer (12) und Warmluft aus der Heizeinrichtung (14), einem Entfrosterkanal (18) zur Anströmung einer Fahrzeugscheibe, einem Lüftungskanal (20) zur Anströmung eines Fahrzeuginsassen (26), und einem Fußraumkanal (22) zur Anströmung eines Fahrzeugbodenbereichs, wobei der Entfrosterkanal (18), der Lüftungskanal (20) und der Fußraumkanal (22) jeweils an den Luftmischbereich (16) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Warmluft-Bypasskanal (30) zur Versorgung des Entfrosterkanals (18) und des Fußraumkanals (22) mit Warmluft vorgesehen ist.
  2. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Warmluft-Bypasskanal (30) von einem der Heizeinrichtung (14) zugeordneten Lufteinlass (38) durch den und zumindest abschnittsweise abgetrennt von dem Luftmischbereich (16) bis zu einem dem Entfrosterkanal (18) zugeordneten, ersten Luftauslass (40) und einem dem Fußraumkanal (22) zugeordneten, zweiten Luftauslass (42) erstreckt.
  3. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteinlass (38) des Warmluft-Bypasskanals (30) unmittelbar an eine stromabwärtige Seite der Heizeinrichtung (14) angrenzt.
  4. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Lufteinlass (38) eine Bypassklappe (44) zur Regulierung der Luftströmung im Warmluft-Bypasskanal (30) zugeordnet ist.
  5. Fahrzeugklimaanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Luftauslass (40) eine Entfroster-Bypassklappe (46) zur Regulierung einer dem Entfrosterkanal (18) zugeführten Warmluftströmung zugeordnet ist.
  6. Fahrzeugklimaanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Warmluft-Bypasskanal (30) in den Entfrosterkanal (18) erstreckt oder der erste Luftauslass (40) unmittelbar an eine Einlassöffnung (52) des Entfrosterkanals (18) angrenzt.
  7. Fahrzeugklimaanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem zweiten Luftauslass (42) eine Fußraum-Bypassklappe (48) zur Regulierung einer dem Fußraumkanal (22) zugeführten Warmluftströmung zugeordnet ist.
  8. Fahrzeugklimaanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Warmluft-Bypasskanal (30) in den Fußraumkanal (22) erstreckt oder der zweite Luftauslass (42) unmittelbar an eine Einlassöffnung (54) des Fußraumkanals (22) angrenzt.
  9. Fahrzeugklimaanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Warmluft-Bypasskanal (30) im eingebauten Zustand der Fahrzeugklimaanlage (10) vom Lufteinlass (38) zum ersten Luftauslass (40) hin in Fahrzeugquerrichtung (56) aufweitet.
  10. Fahrzeugklimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Warmluft-Bypasskanal (30) im eingebauten Zustand der Fahrzeugklimaanlage (10) in Fahrzeugquerrichtung (56) im Wesentlichen mittig zum Verdampfer (12) angeordnet ist.
  11. Fahrzeugklimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Warmluft-Bypasskanal (30) im eingebauten Zustand der Fahrzeugklimaanlage (10) in Fahrzeugquerrichtung (56) geteilt ist, wobei einer Fahrerseite ein erster Bypass-Teilkanal (58) und einer Beifahrerseite ein zweiter Bypass-Teilkanal (60) zugeordnet ist.
  12. Fahrzeugklimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (14) dem Verdampfer (12) in Luftströmungsrichtung (32) nachgeschaltet ist.
  13. Fahrzeugklimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren (64) zur Temperaturmessung einer dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Luft sowie eine Steuereinrichtung (66) zur Regelung der gemessenen Lufttemperatur auf eine einstellbare Solltemperatur des Fahrzeuginnenraums vorgesehen sind, wobei die Sensoren (64) im Entfrosterkanal (18) und/oder im Fußraumkanal (22) angeordnet sind.
  14. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste Hauptklappe (68) zur Regulierung der dem Luftmischbereich (16) zugeführten Kaltluft aus dem Verdampfer (12) und wenigstens eine zweite Hauptklappe (70) zur Regulierung der dem Luftmischbereich (16) zugeführten Warmluft aus der Heizeinrichtung (14) vorgesehen sind.
  15. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (66) ausschließlich mit den Hauptklappen (68, 70) der Fahrzeugklimaanlage (10) gekoppelt ist.
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