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Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug, mit einem Luftführungskanal zum Zuführen temperierter Luft, einem in dem Luftführungskanal oder in einem Mannanströmer angeordneten Temperatursensor und einem an einem Ende des Mannanströmers angeordneten Ausströmer mit einer manuell oder elektrisch betätigbaren Absperrklappe, die zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung bewegbar ist.
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Eine herkömmliche Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Gebläse, mit dem temperierte Luft entlang eines Luftführungskanals bewegt wird. Typischerweise umfasst eine derartige Klimaanlage eine ganze Reihe von Ausströmern, die im Innenraum des Kraftfahrzeugs so angeordnet sind, dass den vorderen und hinteren Fahrzeuginsassen die temperierte Luftströmung zugeführt werden kann. Im Bereich des Armaturenbretts ist zumeist ein Bedienelement vorhanden, um bestimmte Ausströmer auszuwählen, über die die Luftströmung zugeführt wird. Beispielsweise kann die Luftströmung gezielt über die Windschutzscheibe dem Innenraum zugeführt werden, etwa um ein Beschlagen oder Vereisen zu vermeiden. Ebenso kann Frischluft gezielt über den Fußraum bzw. über einen an einer niedrigen Position im Fahrzeuginnenraum angeordneten Ausströmer zugeführt werden.
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Bei einer herkömmlichen Klimaanlage kann der Luftführungskanal mehrere Verzweigungen aufweisen, so dass beispielsweise die rechte und die linke Seite des Fahrzeuginnenraums separat mit Frischluft versorgt werden können. Zumindest einige Ausströmer weisen eine manuell betätigbare Absperrklappe auf, die zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung bewegbar ist. Die Absperrklappe kann von einem Fahrzeuginsassen betätigt, d. h. geöffnet oder geschlossen werden. Üblicherweise umfasst eine Klimaanlage einen oder mehrere Temperatursensoren, der oder die in dem Luftführungskanal, typischerweise in der Nähe eines Endes des Luftführungskanals und/oder des Ausströmers angeordnet ist bzw. sind. Der oder die Temperatursensoren erfassen die Temperatur der ausströmenden Luft, das von den Temperatursensoren generierte Signal dient zur Regelung der Klimaanlage. Ein derartiger Temperatursensor ist üblicherweise in der Nähe eines Ausströmers innerhalb eines Gehäuses positioniert, um die Temperatur der ausströmenden temperierten Luft möglichst genau zu erfassen. Dabei besteht allerdings das Problem, dass in dem Fall, wenn die Absperrklappe manuell über das Bedienelement verschlossen worden ist, im Bereich des Temperatursensors keine Umströmung mehr vorhanden ist. Vielmehr liegt dann an dieser Stelle ein erhöhter Staudruck vor. Daraus resultiert, dass der Temperatursensor einen Temperaturwert erfasst, der nicht der ausströmenden temperierten Luft entspricht. Dieser fehlerbehaftete Temperaturwert wird an ein Steuergerät für die Klimaregelung weitergegeben, was dazu führt, dass sowohl die Ausblastemperaturen als auch die Luftmengen der übrigen Ausströmer in nachteiliger Weise verändert werden. Das bedeutet, dass die Temperatur der ausströmenden Luft und die Luftmengen von den vorgesehenen Werten nach oben oder nach unten abweichen. Diese Fehlfunktion wird auch als Warmblasen bzw. Kaltblasen bezeichnet.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Klimaanlage anzugeben, bei der auch dann, wenn eine Absperrklappe eines Ausströmers geschlossen ist, eine fehlerfreie Temperaturerfassung möglich ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Klimaanlage der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass in dem Luftführungskanal oder in dem Mannanströmer oder in dem Ausströmer eine mittels einer Klappe verschließbare Öffnung angeordnet ist, die zum Ermöglichen einer Umströmung des Temperatursensors bei geschlossener Absperrklappe geöffnet und bei geöffneter Absperrklappe geschlossen ist.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es für eine störungsfreie Funktion des in dem Luftführungskanal angeordneten Temperatursensors erforderlich ist, dass dieser von der temperierten Luft umströmt wird. Wenn er sich hingegen im Bereich eines geschlossenen Endes des Luftführungskanals befindet, erhöht sich der Staudruck. Durch den erhöhten Staudruck und aufgrund der fehlenden Strömung wird eine störungsfreie Temperaturerfassung verhindert. Die Erfindung überwindet dieses Problem, indem in der Nähe des Temperatursensors, d. h. in dem Luftführungskanal oder in dem Ausströmer, wenigstens auf gleicher Höhe wie der Temperatursensor oder stromabwärts, eine mittels einer Klappe verschließbare Öffnung angeordnet ist, die entgegengesetzt zu der manuell betätigbaren Absperrklappe bewegbar ist. Das bedeutet, dass in dem Fall, wenn der Benutzer die Absperrklappe des Ausströmers geschlossen hat, die der Öffnung zugeordnete Klappe geöffnet wird, so dass in der Nähe des Temperaturfühlers nach wie vor eine Strömung vorhanden ist, die eine exakte Erfassung der Temperatur der temperierten Luft ermöglicht. Andererseits wird in dem Fall, wenn die manuell betätigbare Absperrklappe des Ausströmers geöffnet ist, die Öffnung in dem Luftführungskanal oder in dem Ausströmer mittels der Klappe geschlossen, um eine Leckage der temperierten Luft zu vermeiden. Wenn die die Öffnung in dem Luftführungskanal oder in dem Ausströmer verschließende Klappe geschlossen ist, tritt kein Verlust von temperierter Luft auf.
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Gemäß einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Klimaanlage kann es vorgesehen sein, dass die verschließbare Öffnung derart mechanisch mit einem der Absperrklappe zugeordneten Betätigungselement gekoppelt ist, dass die verschließbare Öffnung durch Schließen der Absperrklappe in eine geöffnete Stellung und durch Öffnen der Absperrklappe in eine geschlossene Stellung bringbar ist. Die mechanische Kopplung kann beispielsweise mittels eines oder mehrerer Hebel realisiert sein, gegebenenfalls in Verbindung mit einem oder mehreren Zahnrädern oder einem anderen Umlenkmechanismus. Eine mechanische Kopplung des Betätigungselements und der Absperrklappe weist den Vorteil auf, dass kein elektrischer Aktor und dementsprechend keine elektrischen Leitungen erforderlich sind.
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Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Klimaanlage kann es vorgesehen sein, dass der verschließbaren Öffnung ein elektrischer Aktor zugeordnet ist, durch den die verschließbare Öffnung beim Schließen der Absperrklappe in eine geöffnete Stellung und beim Öffnen der Absperrklappe in eine geschlossene Stellung bringbar ist.
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Dabei ist vorzugsweise ein Sensor vorgesehen, der in der Lage ist, den Zustand der manuell betätigbaren Absperrklappe zu erfassen. Anhand der mittels des Sensors erfassten Position der Absperrklappe kann anschließend die Klappe zum Verschließen der verschließbaren Öffnung entsprechend betätigt werden.
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Bei der erfindungsgemäßen Klimaanlage wird es besonders bevorzugt, dass die der verschließbaren Öffnung zugeordnete Klappe drehbar oder verschiebbar gelagert ist. Auf diese Weise kann eine Betätigung der Klappe, d. h. eine Bewegung der Klappe in die geöffnete oder die geschlossene Stellung mittels einer Drehbewegung realisiert werden. Eine derartige Drehbewegung kann sowohl bei einer mechanischen Anlenkung als auch bei einer Betätigung durch einen elektrischen Aktor, insbesondere mittels eines Elektromotors, einfach und zuverlässig realisiert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Klimaanlage kann es vorgesehen sein, dass die mittels der Klappe verschließbare Öffnung in einen zumindest teilweise von einem Armaturenbrett begrenzten Freiraum mündet. Dadurch wird sichergestellt, dass die temperierte, den Luftführungskanal durchströmende Luft nicht unmittelbar in den Bereich desjenigen Fahrzeuginsassen gelangt, der die Absperrklappe geschlossen hat. Andererseits wird durch das Öffnen der mittels der Klappe verschließbaren Öffnung sichergestellt, dass der in der Nähe der Öffnung angeordnete Temperatursensor umströmt wird, wodurch eine störungsfreie Temperaturerfassung möglich ist. Es ist dabei nicht nachteilig, dass der beispielsweise von dem Armaturenbrett begrenzte Freiraum an irgendeiner Stelle mit dem Fahrzeuginnenraum verbunden ist, so dass die in den Freiraum hinter dem Armaturenbrett ausströmende temperierte Luft über einen Umweg in den Innenraum des Kraftfahrzeugs gelangt. Es muss lediglich sichergestellt sein, dass die zugeführte temperierte Luft nicht über den Ausströmer, dessen Absperrklappe der Benutzer geschlossen hat, ausströmt.
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Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Klimaanlage kann es vorgesehen sein, dass die mittels der Klappe verschließbare Öffnung in eine mit dem Luftführungskanal verbundene Rückführleitung mündet. Bei dieser Variante ergibt sich der Vorteil, dass die temperierte Luft in einem geschlossenen Kreislauf geführt wird, so dass die für die Temperierung der Luft aufgewendete Energie trotz der geschlossenen Absperrklappe genutzt werden kann. Somit können unerwünschte Verluste von bereits temperierter Luft vermieden werden, wodurch die Klimatisierung effizient durchgeführt werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
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1 einen Ausströmer einer erfindungsgemäßen Klimaanlage in einer perspektivischen Ansicht;
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2 eine geschnittene Ansicht durch einen Luftführungskanal;
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3 einen Schnitt durch einen durchströmten Luftführungskanal;
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4 eine ähnliche Ansicht wie 3 bei geschlossener Absperrklappe;
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5 einen Schnitt durch einen Luftführungskanal einer erfindungsgemäßen Klimaanlage;
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6 eine Seitenansicht des Luftführungskanals;
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7 eine perspektivische Ansicht des Luftführungskanals; und
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8 eine Seitenansicht des Luftführungskanals.
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1 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt schematisch einen Ausströmer 1, der ein als Bedienrad ausgebildetes Bedienelement 2 aufweist, das mit einem Betätigungselement 3 mechanisch gekoppelt ist. Das Betätigungselement 3 befindet sich an der Außenseite eines Endes eines Mannanströmers 4. 2 zeigt schematisch einen Schnitt durch den Mannanströmer 4. Dort erkennt man, dass in dem Mannanströmer 4 eine Absperrklappe 5 angeordnet ist, die mit durchgezogenen Linien in der geschlossenen Position und gestrichelt in einer geöffneten Position gezeigt ist. Durch Drehen des als Bedienrad ausgebildeten Bedienelements 2 wird die Absperrklappe 5 über das Betätigungselement 3 zwischen der geöffneten Position und der geschlossenen Position bewegt.
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3 ist eine geschnittene Ansicht und zeigt einen Schnitt durch einen Luftführungskanal 12, an dessen Ende der Mannanströmer 4 und der Ausströmer 1 angeordnet sind. In der Ansicht von 3 erkennt man, dass in der Nähe des Endes des Luftführungskanals 12 innerhalb des Mannanströmers 4 kurz vor dem Ausströmer 1 ein Temperatursensor 6 angeordnet ist. In 3 ist die Absperrklappe 5 geöffnet, so dass die über den Luftführungskanal 12 zugeführte temperierte Luft aus dem Ausströmer 1 austritt. Dementsprechend wird der Temperatursensor 6 umströmt, so dass eine fehlerfreie Erfassung der Temperatur der zugeführten temperierten Luft möglich ist. Dieser erfasste Temperaturwert wird einem Steuergerät (nicht gezeigt) der Klimaanlage zugeführt.
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4 zeigt den Luftführungskanal 12, den Mannanströmer 4 und den Ausströmer 1 von 3, allerdings befindet sich die Absperrklappe 5 in geschlossener Position. Dementsprechend staut sich die zugeführte temperierte Luft im Bereich des Temperatursensors 6, der nicht umströmt wird, was dazu führt, dass keine korrekte Erfassung der zugeführten temperierten Luft möglich ist. Stattdessen erfasst der Temperatursensor 6 die Temperatur der vor der Absperrklappe 5 gestauten Luft, diese Temperatur weicht jedoch im Allgemeinen von der Temperatur der zugeführten temperierten Luft ab. Der in 4 gezeigte Zustand kann bei einer herkömmlichen Klimaanlage auftreten, nicht jedoch bei der erfindungsgemäßen Klimaanlage, da dort sichergestellt ist, dass der Temperaturfühler 6 stets umströmt wird.
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5 ist eine ähnliche Ansicht wie 4, wobei im Bereich des Endes des Luftführungskanals 12, an einer Seite des Mannanströmers 4, eine Öffnung 7 vorgesehen ist, die durch eine Klappe verschließbar ist. 5 zeigt den Luftführungskanal 12 und den Mannanströmer 4 bei geöffneter Klappe, so dass die zugeführte temperierte Luft, die den Luftführungskanal 12 durchströmt, durch die Öffnung 7 entweichen kann. Dementsprechend wird der Temperatursensor 6 umströmt, wodurch eine korrekte Erfassung der Temperatur der zugeführten temperierten Luft möglich ist. Es ist wichtig, dass die Öffnung 7 bezogen auf den Temperaturfühler 6 stromabwärts angeordnet ist, da der Temperaturfühler 6 ansonsten nicht belüftet wird.
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6 ist eine Seitenansicht des Mannanströmers 4. Ein Pfeil 8 gibt dabei die Richtung der zugeführten Luft an. In 6 ist lediglich ein (offenes) Ende des Mannanströmers 4 ohne den Luftführungskanal 12 dargestellt. An der Seite des Mannanströmers 4 befindet sich die Öffnung 7, die mittels der Klappe 9 verschließbar ist. 6 zeigt die Klappe 9 in geöffneter Stellung. Man erkennt dabei, dass die Klappe 9 an einem mehrteiligen Gelenk 10 befestigt ist, dass das mit einem Hebel 11 gekoppelt ist, der wiederum mit einem Antrieb (nicht gezeigt) verbunden ist. 6 zeigt den Mannanströmer 4 ohne den Luftführungskanal 12. Wenn das als Bedienrad ausgebildete Bedienelement 2 an dem Ausströmer 1 gedreht wird, um die Absperrklappe 5 zu schließen, wird der Hebel 11 mittels des Antriebs bewegt, so dass über das Gelenk 10 die Klappe 9 geöffnet wird. Im umgekehrten Fall, wenn mittels des Bedienelements 2 die Absperrklappe 5 geöffnet wird, wird die Klappe 9 geschlossen. Dementsprechend führt eine Betätigung der Absperrklappe 5 stets zu einer umgekehrten Bewegung der Klappe 9. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Klappe 9 proportional zur Bewegung der Absperrklappe 5 geschlossen, das Schließen erfolgt somit linear zur Schließbewegung der Absperrklappe 5. Allerdings sind auch andere Ausführungsbeispiele denkbar, bei denen die Klappe nicht-proportional, kurz vor dem Schließen der Absperrklappe 5, in die geschlossene Stellung bringbar ist. In diesem Fall erfolgt das Öffnen und Schließen der Öffnung 7 durch die Klappe 9 „sprunghaft”.
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Durch die beschriebene Ausgestaltung der Klimaanlage ergibt sich der Vorteil, dass der Staudruck vor der Absperrklappe bei Androsselung verringert ist, wodurch sich die Akustik verbessert, insbesondere werden auf diese Weise störende Geräusche kurz vor dem Verschließen der Absperrklappe vermieden. Bei Klimaanlagen ohne Volumenstromregelung wird die Ausblasgeschwindigkeit bei angedrosselter Düse minimiert oder konstant gehalten, wodurch die Zugempfindlichkeit verringert wird.
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7 ist eine ähnliche Ansicht wie 6, in der zusätzlich die Absperrklappe 5 im Inneren des Mannanströmers 4 sichtbar ist. 8 ist eine ähnliche Ansicht wie 6 und zeigt die Klappe 9 in geschlossener Stellung, so dass die Öffnung 7 verdeckt ist. Dementsprechend ist die Absperrklappe 5 in diesem Zustand geöffnet.
