DE102020126312A1

DE102020126312A1 - Modulares klimasystem, das flexible mehrzonen-temperatur- und modussteuerung in automobil-hlk-systemen ermöglicht

Info

Publication number: DE102020126312A1
Application number: DE102020126312.0A
Authority: DE
Inventors: Robert Louis Hayes; John Azar; Trent Greear Sutherland
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-10-08
Filing date: 2020-10-07
Publication date: 2021-04-08
Also published as: US20210101439A1; CN112622570A

Abstract

Diese Offenbarung stellt ein modulares Klimasystem bereit, das flexible Mehrzonen-Temperatur- und Modussteuerung in Automobil-HLK-Systemen ermöglicht. Ein Mehrzonen-Klimasteuersystem für Fahrzeuge beinhaltet eine vordere HLK-Einheit und eine oder mehrere zusätzliche Einheiten, die dazu konfiguriert sein können, einer oder mehreren hinteren Klimazonen klimatisierte Luft bereitzustellen. Die vordere HLK-Einheit ist dazu ausgelegt, Luft zu klimatisieren, die mindestens einer vorderen Klimazone bereitgestellt wird. Die vordere HLK-Einheit kann einen Kaltluftauslass beinhalten, der einer elektrisch mit Leistung versorgten Heizung, die in einer Konsole des Fahrzeugs positioniert ist, Kaltluft zuführt. Die elektrisch mit Leistung versorgte Heizung beinhaltet einen Elektrizität-Luft-Wärmetauscher, um eine Temperatur von klimatisierter Luft, die mindestens einer hinteren Zone des Fahrgastraums zugeführt wird, zu steuern. Das System kann ein Hilfsklimasteuersystem beinhalten, das einen Hilfsheizkern und einen Hilfsverdampfer aufweist, die in einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs positioniert sind, um einer oder mehreren hinteren Klimazonen klimatisierte Luft bereitzustellen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen HLK-Systeme für Kraftfahrzeuge und insbesondere ein modulares HLK-System, das rekonfiguriert werden kann, um mehreren Zonen verschiedener unterschiedlicher Fahrzeuge klimatisierte (erwärmte und gekühlte) Luft bereitzustellen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Verschiedene Arten von Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystemen („HLK“-Systemen) sind für Kraftfahrzeuge entwickelt worden. Bekannte Systeme können Kühlmittel verwenden, das durch eine Brennkraftmaschine erwärmt worden ist, um Luft zu erwärmen, die dem Fahrgastraum zugeführt wird. Fahrzeug-HLK-Systeme können zudem Klimatisierungssysteme zum Kühlen und/oder Entfeuchten von Luft, die dem Fahrzeuginnenraum zugeführt wird, beinhalten.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Fahrzeug, das einen Fahrgastraum mit einer vorderen Sitzreihe, die eine erste und zweite vordere Klimazone definiert, einer zweiten Sitzreihe hinter der vorderen Sitzreihe, die mindestens eine Zwischenklimazone definiert, und einer dritten Sitzreihe hinter der zweiten Sitzreihe, die mindestens eine hintere Klimazone definiert, aufweist. Das Fahrzeug beinhaltet eine vordere HLK-Einheit, die in einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs montiert ist und vordere Luftauslässe beinhaltet, die dazu konfiguriert sind, der ersten und zweiten vorderen Zone erwärmte und gekühlte Luft bereitzustellen. Die vordere HLK-Einheit beinhaltet vorzugsweise einen Kaltluftauslass. Eine elektrisch mit Leistung versorgte Heizung mit positivem Wärmekoeffizienten (Positive Thermal Coefficient heater - PTC-Heizung) ist betriebsfähig mit dem Kaltluftauslass der vorderen HLK-Einheit verbunden, um Kaltluft aus dem Kaltluftauslass zu erwärmen. Die elektrisch mit Leistung versorgte PTC-Heizung beinhaltet einen Elektrizität-Luft-Wärmetauscher, der dazu konfiguriert ist, Kaltluft, die in die elektrisch mit Leistung versorgte PTC-Heizung eintritt, selektiv zu erwärmen. Die elektrisch mit Leistung versorgte PTC-Heizung beinhaltet ferner ein Steuersystem, das dazu konfiguriert ist, eine Temperatur von Luft, die aus der PTC-Heizung austritt, zu steuern. Die elektrisch mit Leistung versorgte PTC-Heizung beinhaltet ferner mindestens einen Luftauslass, der dazu konfiguriert ist, erwärmte Luft aus der elektrisch mit Leistung versorgten PTC-Heizung der mindestens einen Zwischenklimazone des Fahrgastraums zuzuführen. Das Fahrzeug beinhaltet ferner ein Hilfsklimasteuersystem, das dazu konfiguriert ist, Luft, die aus einem oder mehreren Luftauslässen, die hinter der Zwischenzone in der hinteren Zone positioniert sind, austritt, selektiv zu erwärmen und zu kühlen. Das Hilfsklimasteuersystem beinhaltet einen Hilfsheizkern und einen Hilfsverdampferkern. Der Hilfsheizkern und der Hilfsverdampferkern sind beide hinter der Zwischenreihe positioniert.
Ausführungsformen des ersten Aspekts der Offenbarung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

• Die PTC-Heizung kann optional eine erste und eine zweite Zone beinhalten, die dazu konfiguriert sind, einem ersten und einem zweiten Abschnitt der hinteren Zone Luft zuzuführen.
• Das Hilfsklimasteuersystem kann optional eine erste Modusklappe stromabwärts von der ersten Zone des Hilfsheizkerns und eine zweite Modusklappe stromabwärts von der zweiten Zone des Hilfsheizkerns beinhalten.
• Das Hilfsklimasteuersystem kann ein Gebläse beinhalten, das dazu konfiguriert ist, Luft durch den Verdampfer und den Hilfsheizkern in Richtung der ersten Modusklappe und der zweiten Modusklappe zu drängen.
• Das Fahrzeug kann ein mit Leistung versorgtes Gebläse beinhalten, das fluidisch mit dem Kaltluftauslass verbunden ist und in der Mittelkonsole hinter der vorderen HLK-Einheit positioniert ist.
• Das Wärmesteuersystem der elektrisch mit Leistung versorgten PTC-Heizung kann elektrischen Strom zu dem Elektrizität-Luft-Wärmetauscher steuern, um die Temperatur von Luft, die aus der PTC-Heizung austritt, zu steuern.
• Die Zwischenklimazone kann eine erste und eine zweite Zwischenklimazone beinhalten und die elektrisch mit Leistung versorgte PTC-Heizung kann eine erste und eine zweite Zone beinhalten, die der ersten bzw. der zweiten Zwischenklimazone zugeführte Luft separat erwärmen.
• Das System kann mindestens einen Luftsammler beinhalten, der betriebsfähig mit der PTC-Heizung verbunden ist, um einen Luftstrom von dem mindestens einen Luftauslass zu mindestens einem Verkleidungsauslass der mindestens einen Zwischenzone und mindestens einem Bodenauslass der mindestens einen Zwischenzone zu steuern.
• Die elektrisch mit Leistung versorgte PTC-Heizung kann in einer Mittelkonsole hinter dem mit Leistung versorgten Gebläse positioniert sein.
• Das Fahrzeug kann ein elektrisch mit Leistung versorgtes Fahrzeug umfassen, das eine Hochspannungstraktionsbatterie beinhaltet, die unterhalb einer Mittelkonsole des Fahrzeugs positioniert ist.
• Das Fahrzeug kann einen Antriebsstrangraum vor dem Fahrgastraum beinhalten.

Ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Fahrzeug, das einen Fahrgastraum, der mindestens eine erste, zweite und dritte Reihe definiert, und ein Klimasteuersystem aufweist. Das Klimasteuersystem kann eine vordere HLK-Einheit beinhalten, die dazu konfiguriert ist, in einem vorderen Abschnitt eines Fahrzeugs montiert zu sein. Die vordere HLK-Einheit kann dazu konfiguriert sein, einer oder mehreren Klimazonen der ersten Reihe klimatisierte Luft bereitzustellen. Die vordere HLK-Einheit kann einen Kaltluftauslass beinhalten, der nur Kaltluft bereitstellt. Das Fahrzeug kann ein mit Leistung versorgtes Gebläse, das betriebsfähig mit dem Kaltluftauslass verbunden ist, und eine elektrisch mit Leistung versorgte Heizung, die mit dem Kaltluftauslass der vorderen HLK-Einheit verbunden ist, beinhalten, wodurch Kaltluft aus dem Kaltluftauslass durch die elektrisch mit Leistung versorgte Heizung verläuft. Das Fahrzeug beinhaltet ferner einen linken und einen rechten Kanal, die sich von der elektrisch mit Leistung versorgten Heizung erstrecken. Der linke und der rechte Luftauslass können hinter der ersten Reihe positioniert und mit dem linken und dem rechten Kanal verbunden sein, um Luft an einen linken und einen rechten Luftseitenabschnitt des Fahrgastraums hinter der ersten Reihe zu verteilen. Das Fahrzeug beinhaltet ferner ein Hilfsklimasteuersystem, das dazu konfiguriert ist, Luft, die aus einem oder mehreren Luftauslässen, die hinter der Zwischenzone in der hinteren Zone positioniert sind, austritt, selektiv zu erwärmen und zu kühlen. Das Hilfsklimasteuersystem beinhaltet einen Hilfsheizkern und einen Hilfsverdampferkern. Der Hilfsheizkern und der Hilfsverdampferkern sind beide hinter der Zwischenreihe montiert.
Ausführungsformen des zweiten Aspekts der Offenbarung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

• Der linke und der rechte Luftauslass können dazu konfiguriert sein, Luft aus dem linken und dem rechten Kanal auf Innenflächen eines linken und eines rechten Fensters des Fahrzeugs hinter der ersten Reihe zu leiten.
• Das Hilfsklimasteuersystem kann Kanäle beinhalten, die sich zu Luftauslässen, die benachbart zu der zweiten Sitzreihe positioniert sind, und zu Luftauslässen, die benachbart zu der dritten Sitzreihe positioniert sind, erstrecken.
• Die erste, zweite und dritte Reihe können eine einzelne Klimazone umfassen und das Klimasteuersystem kann dazu konfiguriert sein, eine im Wesentlichen einheitliche Lufttemperatur in der einzelnen Klimazone beizubehalten.
• Das Fahrzeug kann mindestens eine Modusklappe beinhalten, die betriebsfähig mit dem Hilfsheizkern verbunden ist, um einen Luftstrom von dem mindestens einen Luftauslass zu mindestens einem Verkleidungsauslass der mindestens einen hinteren Zone und mindestens einem Bodenauslass der mindestens einen hinteren Zone zu steuern.
• Die elektrisch mit Leistung versorgte Heizung kann eine PTC-Heizung umfassen, die einen Elektrizität-Luft-Wärmetauscher aufweist.
• Der Elektrizität-Luft-Wärmetauscher kann einen dualen Elektrizität-Luft-Wärmetauscher umfassen, der einen ersten und einen zweiten Elektrizität-Luft-Wärmetauscher aufweist, die dazu konfiguriert sind, unabhängig voneinander einen ersten und einen zweiten Luftstrom zu erwärmen, die durch eine Trennwand getrennt sind.

Ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Steuern einer Lufttemperatur in mehreren Zonen eines Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs. Das Verfahren beinhaltet Nutzen einer vorderen HLK-Einheit, um unabhängig gesteuerte klimatisierte Luft einer ersten und einer zweiten vorderen Zone des Fahrgastraums bereitzustellen. Das Verfahren beinhaltet ferner Bewirken, dass Kaltluft von der vorderen HLK-Einheit nach hinten durch eine Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs zu einer elektrisch mit Leistung versorgten Heizung, die in der Mittelkonsole angeordnet ist, strömt. Ein Elektrizität-Luft-Wärmetauscher der Heizung wird verwendet, um die Kaltluft aus der vorderen HLK-Einheit zu erwärmen. Luft, die durch den Elektrizität-Luft-Wärmetauscher erwärmt worden ist, wird an eine erste hintere Zone des Fahrgastraums verteilt. Die erste hintere Zone befindet sich hinter der ersten und der zweiten vorderen Zone des Fahrgastraums. Das Verfahren beinhaltet ferner Nutzen eines Hilfsklimasteuersystems, das einen Hilfsheizkern und einen Hilfsverdampferkern aufweist. Der Hilfsheizkern und der Hilfsverdampferkern befinden sich hinter der ersten hinteren Zone, um einer zweiten hinteren Zone, die sich hinter der ersten hinteren Zone befindet, klimatisierte Luft zuzuführen. Das Verfahren kann optional Bewirken beinhalten, dass Kaltluft, die aus der vorderen HLK-Einheit austritt, ohne weiteres Kühlen der Kaltluft, nachdem die Kaltluft aus der vorderen HLK-Einheit ausgetreten ist, an die erste hintere Zone verteilt wird.
Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Offenbarung sind für den Fachmann nach der Lektüre der folgenden Beschreibung, der Patentansprüche und der beigefügten Zeichnungen verständlich und nachvollziehbar.
Figurenliste
In den Zeichnungen gilt:

1 ist eine teilweise schematische Seitenaufrissansicht eines Fahrzeugs, das ein Mehrzonen-Klimasteuersystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet;
1A ist eine schematische Darstellung, die eine vordere HLK-Einheit gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 ist eine teilweise schematische Querschnittsansicht des Kraftfahrzeugs aus 1 entlang der Linie II-II;
3 ist eine teilweise schematische fragmentarische Isometrieansicht eines Abschnitts des Fahrzeugs aus 1;
4 ist eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug, das drei Klimazonen aufweist;
5 ist eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug, das vier Klimazonen aufweist;
6 ist eine schematische Ansicht eines Einzelzonen-Flüssigkeit-Luft-Heizungskerns;
7 ist eine schematische Ansicht eines Dualzonen-Flüssigkeit-Luft-Heizungskerns;
8 ist eine schematische Ansicht einer Einzelzonen-Heizung, die eine Mischklappe aufweist;
9 ist eine schematische Ansicht einer Dualzonen-Heizung, die zwei Mischklappen aufweist;
10 ist eine teilweise schematische Seitenaufrissansicht eines Fahrzeugs, das ein Mehrzonen-Klimasteuersystem gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet;
10A ist eine schematische Ansicht einer Einzelzonen-Heizung mit positivem Wärmekoeffizienten (PTC-Heizung), die einen Elektrizität-Luft-Wärmetauscher beinhaltet;
10B ist eine schematische Ansicht einer Dualzonen-Heizung mit positivem Wärmekoeffizienten (PTC-Heizung), die einen Elektrizität-Luft-Wärmetauscher beinhaltet;
11 ist eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug, das ein Mehrzonen-Klimasteuersystem gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet;
12 ist eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug, das eine Mehrzone beinhaltet, die ein Hilfsklimasteuersystem für eine dritte Sitzreihe gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung aufweist;
13 ist eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug, das eine Mehrzone beinhaltet, die ein Hilfsklimasteuersystem für eine dritte Sitzreihe gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung aufweist;
14 ist eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug, das eine Mehrzone beinhaltet, die ein Hilfsklimasteuersystem für eine dritte Sitzreihe gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung aufweist;
15 ist eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug, das eine Mehrzone beinhaltet, die ein Hilfsklimasteuersystem für Reihe zwei und drei gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung aufweist; und
16 ist eine schematische Draufsicht auf ein autonomes Fahrzeug, das ein Klimasteuersystem gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
Für die Zwecke der Beschreibung in dieser Schrift beziehen sich die Ausdrücke „oberes“, „unteres“, „rechtes“, „linkes“, „hinteres“, „vorderes“, „vertikales“, „horizontales“ und Ableitungen davon auf die Offenbarung in ihrer Ausrichtung in 1. Dabei versteht es sich jedoch, dass die Offenbarung verschiedene alternative Ausrichtungen und Schrittabfolgen annehmen kann, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil vorgegeben ist. Zudem versteht es sich, dass die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulichten und in der folgenden Beschreibung beschriebenen spezifischen Vorrichtungen und Prozesse lediglich beispielhafte Ausführungsformen der in den beigefügten Patentansprüchen definierten erfindungsgemäßen Konzepte sind. Somit sind spezifische Abmessungen und andere physische Eigenschaften im Zusammenhang mit den in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen nicht als einschränkend zu betrachten, sofern die Patentansprüche nicht ausdrücklich etwas anderes besagen.
Die vorliegende Anmeldung ist mit der US-Patentanmeldung Nr. 16/595,856 verwandt, eingereicht am 8. Oktober 2019 mit dem Titel „COMPACT DUAL-ZONE CONSOLE HVAC SYSTEM FOR AUTOMOBILES“, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme in diese Schrift aufgenommen ist. Die vorliegende Anmeldung ist zudem mit der US-Patentanmeldung Nr. 16/360,773 verwandt, eingereicht am 21. März 2019 mit dem Titel „DUAL ZONE AUXILIARY CLIMATE CONTROL SYSTEM FOR A VEHICLE“, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme in diese Schrift aufgenommen ist.
Unter Bezugnahme auf 1-3 beinhaltet ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung eine Karosseriestruktur 2 und einen Fahrgastraum/Innenraum 3. Das Fahrzeug 1 beinhaltet eine vordere Sitzreihe 4, die Vordersitze 4A und 4B beinhaltet, und eine hintere Sitzreihe 5, die Rücksitze 5A und 5B beinhaltet. Das Fahrzeug 1 beinhaltet ferner einen Motor 6, um eine mit Leistung angetriebene Bewegung des Kraftfahrzeugs 1 bereitzustellen. Der Motor 6 kann einen Elektromotor, eine Brennkraftmaschine oder eine Kombination aus Elektromotoren und Brennkraftmaschinen (z. B. ein Hybridmotorsystem) umfassen. Obwohl der Motor 6 schematisch als eine einzelne Einheit in einem vorderen Abschnitt 7 (z. B. einem Antriebsstrangraum) des Fahrzeugs 1 gezeigt ist, versteht es sich, dass der Motor 6 zum Beispiel eine Vielzahl von Elektromotoren umfassen kann, die an unterschiedlichen Stellen des Fahrzeugs 1 positioniert sind.
Das Fahrzeug 1 beinhaltet ferner ein Mehrzonen-HLK-System 10, das ein(e) vordere(s) HLK-System oder -Einheit 12 beinhaltet, das bzw. die in einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs 1 montiert ist, um vorderen Zonen 41 und 42, die den Vordersitzen 4A bzw. 4B entsprechen, klimatisierte Luft zuzuführen. Wie nachstehend ausführlicher erörtert, kann die vordere HLK-Einheit 12 eine Heizeinheit 38 und eine Kühleinheit 40 beinhalten. Das Fahrzeug 1 beinhaltet ferner ein Hilfskonsolen-HLK-System 14, das einer einzelnen hinteren Zone 43 (4) oder zwei hinteren Zonen 53 und 54 (5), die den Rücksitzen 5A bzw. 5B entsprechen, klimatisierte Luft zuführt. Jede Zone kann (optional) eine Benutzereingabe beinhalten, die sich in oder benachbart zu der Zone befindet, um es Benutzern zu ermöglichen, Temperatursteueranforderungen oder - befehle einzugeben. Jede Zone kann (optional) zudem einen Temperatursensor beinhalten, der einer Steuerung eine Eingabe bereitstellt, um Temperatursteuerung mit geschlossenem Regelkreis bereitzustellen. Wie nachstehend ausführlicher erörtert, empfängt das Hilfskonsolen-HLK-System 14 Kaltluft von der vorderen HLK-Einheit 12 über einen Kaltluftkanal 16 und stellt einer oder mehreren Zonen, die hinter der vorderen Reihe 4 erwärmt werden, klimatisierte (erwärmte und/oder gekühlte) Luft bereit. Ein optionales Gebläse 18 bewirkt, dass die Kaltluft aus dem Kaltluftkanal 16 durch eine Heizung 20 strömt, und eine Luftverteilungseinheit, wie etwa eine Modusklappenbaugruppe 22, leitet die klimatisierte Luft selektiv zu einem oder mehreren unteren (z. B. Boden-) Auslässen 24 und/oder oberen (z. B. Verkleidungs-) Auslässen 25, um dadurch der hinteren Reihe 5 des Fahrzeugs 1 klimatisierte Luft bereitzustellen. Wie nachstehend ausführlicher erörtert, kann die Heizung 20 abgeschaltet (deaktiviert) werden, sodass der Kaltluftkanal 16 zu den Boden- und Verkleidungsauslässen 24 und 25 hindurch verläuft, um der hinteren Reihe 5 kühle Luft bereitzustellen. Alternativ kann die Heizung 20 die Kaltluft aus dem Kaltluftkanal 16 um einen ausgewählten Betrag erwärmen, wodurch die Temperatur von Luft, die den Boden- und Verkleidungsauslässen 24 bzw. 25 zugeführt wird, durch einen Bereich von Kalt bis Warm gesteuert werden kann, wie erforderlich oder durch Fahrgäste in der hinteren Reihe 5 und/oder zusätzlichen hinteren Zonen (nicht gezeigt) angefordert.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1A kann die vordere HLK-Einheit 12 einen Lufteinlass 74 beinhalten, der Umgebungsluft 75 ansaugt. Die Heizeinheit 38 kann einen Fluid-Luft-Wärmetauscher 76 umfassen, der in einem Luftdurchlass 77 angeordnet ist, wodurch Luft 75, die in den Lufteinlass 74 eintritt, durch den Fluid-Luft-Wärmetauscher 76 strömt. Der Wärmetauscher 76 kann fluidisch mit einer Quelle 80 von erwärmter Flüssigkeit verbunden sein. In dem veranschaulichten Beispiel umfasst die Wärmequelle 80 einen Kühler einer Brennkraftmaschine, der benachbart zu einem Kondensator 82 des Kühlsystems 40 positioniert ist, sodass Luft 81, die in einen Einlass 83 eintritt, durch den Kondensator 82 und den Kühler 80 strömt, um dadurch eine Flüssigkeit (z. B. Kühlmittel), die durch Leitungen 78 und 79 strömt, zu erwärmen. Die Wärmequelle 80 kann jedoch eine elektrisch mit Leistung versorgte Heizung, wie etwa eine Heizung mit positivem Wärmekoeffizienten („PTC“-Heizung), umfassen, die eine Flüssigkeit (z. B. Kühlmittel) erwärmt, die dem Wärmetauscher 76 zugeführt wird. Alternativ kann der Wärmetauscher 76 elektrisch direkt durch ein elektrisches Heizelement erwärmt werden, das durch ein wärmeleitfähiges Material (z. B. Metall) thermisch mit dem Wärmetauscher 76 verbunden ist, sodass keine Flüssigkeit erforderlich ist, um Wärme von einer entfernten Quelle zu übertragen. Es versteht sich, dass der Wärmetauscher 76 dazu konfiguriert sein könnte, Wärme von mehreren Quellen (z. B. direkter elektrischer Wärme und einer entfernten flüssigen Wärmequelle 80) aufzunehmen.
Das Kühlsystem 40 beinhaltet einen Verdichter 84, der Kältemittel verdichtet, das durch die Leitung 85 zu dem Kondensator 82 strömt. Kältemittel, das aus dem Kondensator 82 austritt, strömt durch die Leitung 86 zu einem Expansionsventil 87 und durch die Leitung 88 zu einem Verdampferkern 89. Kältemittel strömt von dem Verdampferkern 89 durch eine Leitung 90 zu dem Verdichter 84. Luft 75, die durch den Durchlass 77 strömt, strömt durch den Verdampferkern 89, um dadurch die Luft zu kühlen und zu entfeuchten, und die Luft strömt dann durch den Wärmetauscher 76. Die Fluidströmung durch die Leitungen 78 und 79 kann auf bekannte Weise durch ein Ventil (nicht gezeigt) gesteuert werden, um dadurch die Luft selektiv auf einen gewünschten Betrag zu erwärmen. Alternativ kann die HLK-Einheit 12 dazu konfiguriert sein, Luft, die durch den Wärmetauscher 76 erwärmt worden ist, mit Luft, die durch den Verdampferkern 89 gekühlt worden ist, unter Verwendung von Mischklappen (nicht gezeigt) zu vermischen. Die klimatisierte Luft wird dann durch eine Modusklappeneinheit 72 zu ausgewählten Auslässen 24 und 25 geleitet, wie für eine bestimmte Anwendung erforderlich. Der grundlegende Betrieb der Heizung 38 und der Klimatisierungseinheit 40 ist bekannt, sodass eine detailliertere Beschreibung nicht für erforderlich gehalten wird.
Die vordere HLK-Einheit 12 kann einen Hilfsluftdurchlass 77A beinhalten, der einen Teil 75A der einströmenden Luft aufnimmt und die Luft entlang eines sekundären Durchlasses 74A umleitet. Die Luft 75A, die durch den sekundären Durchlass 77A strömt, strömt durch den Verdampferkern 89, wodurch die Luft 75A gekühlt wird, um gekühlte Luft 75B bereitzustellen, die durch einen stromabwärtigen Abschnitt 74B des Hilfsluftdurchlasses 74A strömt. Die gekühlte Luft 75B tritt an dem Kaltluftauslass 45 in den Kaltluftkanal 16 aus. In dem veranschaulichten Beispiel ist der Hilfsluftdurchlass 77A nicht betriebsfähig mit dem Wärmetauscher 76 der Heizeinheit 38 verbunden, sodass die aus dem Kaltluftauslass 45 strömende Luft nicht erwärmt werden kann. Es versteht sich, dass zahlreiche Möglichkeiten zum Bereitstellen eines Kaltluftauslasses 45 möglich sind, und die Anordnung aus 1A ist lediglich ein Beispiel für eine mögliche Konfiguration.
Der Kondensator 82 der vorderen HLK-Einheit 12 kann durch Kältemittelleitungen 86A und 90A betriebsfähig mit einer bzw. einem optionalen Hilfsklimaeinheit oder Hilfsklimasystem 110 verbunden sein. Wie nachstehend in Verbindung mit 10-16 erörtert, kann sich das Hilfsklimasystem 110 in einem hinteren Abschnitt eines Fahrzeugs befinden.
Falls das Fahrzeug 1 ein elektrisch mit Leistung versorgtes Fahrzeug umfasst, kann das Fahrzeug eine Bodenstruktur 30 (2) beinhalten, die Batterien 32 (Traktionsbatterien) unterhalb einer Bodenplatte 34 trägt. Die Bodenstruktur 30 kann eine Batterieträgerstruktur 31 beinhalten, die ein unteres Blech oder eine untere Abdeckung 31A beinhalten kann, das bzw. die sich unterhalb der Batterien 32 erstreckt. Das Fahrzeug 1 kann eine Mittelkonsole 36 beinhalten, die sich in einem zentralen Abschnitt 28 des Fahrzeugs 1 von vorne nach hinten erstreckt. Das Hilfskonsolen-HLK-System 14 kann mindestens teilweise innerhalb der Konsole 36 zwischen dem linken und rechten Vordersitz 4A bzw. 4B angeordnet sein. Die Bodenplatte 34 kann sich durchgehend über das Fahrzeug 1 erstrecken, wobei ein linker und ein rechter Kantenabschnitt 34A und 34B und ein zentraler Abschnitt 34C unterhalb der Hilfskonsolen-HLK-Einheit 14 und der Mittelkonsole 36 angeordnet sind. Somit kann die Bodenplatte 34 dazu konfiguriert sein, die Hilfskonsolen-HLK-Einheit 14 von den Batterien 32 zu trennen (zu isolieren), die unterhalb der Bodenplatte 34 positioniert sind. Die Bodenplatte 34 kann optional einen erhöhten Mittelabschnitt 34D beinhalten (3). Falls das Fahrzeug 1 auf diese Weise konfiguriert ist, kann die Konsoleneinheit 14 oberhalb des erhöhten Mittelabschnitts 34D der Bodenplatte oberhalb der Batterien 32 positioniert sein.
Unter weiterer Bezugnahme auf 4 kann die vordere HLK-Einheit 12 dazu konfiguriert sein, individuellen Bodenauslässen 24A-24B und individuellen Verkleidungsauslässen 25A-25D über Kanäle 26 klimatisierte Luft zuzuführen. Wie nachstehend in Verbindung mit 4A ausführlicher erörtert, kann das vordere HLK-System 12 eine Heizeinheit 38 und eine Kühleinheit (Klimatisierungseinheit) 40 beinhalten, die den vorderen Auslässen 24A-24B und 25A-25D klimatisierte Luft mit einer gewünschten Temperatur zuführen. Der linke Vordersitz 4A kann eine erste vordere Zone 41 definieren und der Sitz 4B kann eine zweite vordere Zone 42 definieren. Die Auslässe 24A, 25A und 25B führen der ersten vorderen Zone 41 klimatisierte Luft zu und die Auslässe 24B, 25C und 25D stellen der zweiten vorderen Zone 42 Luft bereit. Im Allgemeinen kann die Temperatur der Luft, die der ersten und zweiten vorderen Zone 41 und 42 zugeführt wird, individuell gesteuert werden. Zum Beispiel kann die vordere HLK-Einheit 12 Mischklappen (nicht gezeigt) beinhalten, um ein Gemisch aus kalter und warmer Luft aus der Heizeinheit 38 und der Klimatisierungseinheit 40 den vorderen Auslässen 24 und 25 auf eine Weise bereitzustellen, die im Allgemeinen bekannt ist. Alternativ kann eine Wärmemenge, die durch die Heizeinheit 38 Luft zugeführt wird, die durch die Klimatisierungseinheit 40 gekühlt worden ist, eingestellt werden, um die Temperatur von Luft zu steuern, die den vorderen Auslässen 24 und 25 zugeführt wird.
Der Kaltluftauslass 45 der vorderen HLK-Einheit 12 ist fluidisch mit dem Kaltluftkanal 16 verbunden. Der Kaltluftauslass 45 stellt dem Kaltluftkanal 16 vorzugsweise nur Kaltluft aus der Klimatisierungseinheit 40 bereit. Eine optionale Gebläsemotoreinheit 18 ist fluidisch mit dem Kaltluftkanal 16 verbunden, um zu bewirken, dass die Kaltluft aus der vorderen HLK-Einheit 12 in die Heizung 20 strömt. Die Heizung 20 aus 4 umfasst einen Einzelzonen-Heizkern. Somit wird im Wesentlichen die gesamte in die Heizung 20 eintretende Luft auf die gleiche Temperatur erwärmt (falls die Heizung 20 betätigt wird), und die erwärmte (klimatisierte) Luft wird dann der Modusklappenbaugruppe 22 zugeführt und an Bodenauslässe 24C und 24D und Verkleidungsauslässe 25E und 25F verteilt. Die Modusklappenbaugruppe 22 ist dazu konfiguriert, den Luftstrom auf die Bodenauslässe 24C und 24D und die Verkleidungsauslässe 25E und 25F zu verteilen. Zum Beispiel kann die Modusklappenbaugruppe 22 durch einen Benutzer derart eingestellt werden, dass im Wesentlichen die gesamte Luft aus der Heizung 20 durch die Bodenauslässe 24C und 24D strömt, oder die Modusklappe kann so eingestellt werden, dass bewirkt wird, dass im Wesentlichen die gesamte Luft durch die Verkleidungsauslässe 25A und 25F strömt. Die Modusklappenbaugruppe 22 kann zudem so eingestellt werden, dass die Luft durch die Bodenauslässe 24C und 24D und gleichzeitig durch die Verkleidungsauslässe 25E und 25F verteilt wird. Die Rücksitze 5A und 5B können zusammen eine dritte oder hintere Zone 43 definieren. Es versteht sich, dass der erste und der zweite Rücksitz 5A und 5B Abschnitte einer einzelnen Rücksitzbank oder separate Sitzeinheiten umfassen können.
Unter weiterer Bezugnahme auf 5 kann das Fahrzeug 1 alternativ mit einer dritten und vierten Zone 53 bzw. 54 konfiguriert sein, die dem ersten und dem zweiten Rücksitz bzw. Sitzbereich 5A, 5B entsprechen. Das HLK-System 14A aus 5 ist im Wesentlichen dem System 14 aus 4 ähnlich, mit der Ausnahme, dass das System 14A eine Dualzonen-Heizung 20A und eine duale Modusklappeneinheit 22A beinhaltet. Wie nachstehend ausführlicher erörtert, ist die Dualzonen-Heizung 20A dazu konfiguriert, der dritten und vierten Zone 53 und 54 zugeführte Luft unabhängig zu erwärmen, und die Modusklappeneinheit 22A ist dazu konfiguriert, eine unabhängige Steuerung der Luft in der dritten und vierten Zone 53 und 54 bereitzustellen. Somit ermöglicht das System 14A, dass die Temperatur der dritten Zone 53 unabhängig von der vierten Zone 54 gesteuert wird, und der Luftstrom zu den Boden- und Verkleidungsauslässen 24C, 24D, 25E und 25F kann ebenfalls unabhängig gesteuert werden. Es versteht sich, dass die Temperatursteuerung für die erste und die zweite Zone 41 und 42 aus 5 auf die im Wesentlichen gleiche Weise gesteuert wird wie die erste und die zweite Zone 41 und 42 aus 4.
Unter weiterer Bezugnahme auf 6 kann eine Einzelzonen-Heizung 20 einen Heizkern beinhalten, der einen Flüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 48 umfasst, der durch Leitungen 51A und 51B mit einer Quelle 50 von erwärmter Flüssigkeit verbunden ist. Die Quelle 50 kann eine Wärmequelle 80 (1A) der vorderen HLK-Einheit 12 oder eine elektrische Heizung umfassen, die Flüssigkeit (z. B. Kühlmittel) erwärmt, oder die Quelle 50 kann eine Brennkraftmaschine (z. B. einen herkömmlichen Kühler) umfassen, die flüssiges Kühlmittel erwärmt. Falls das Fahrzeug 1 ein elektrisch mit Leistung versorgtes Fahrzeug umfasst, kann die Quelle 50 eine Hochspannungs-PTC-Heizung umfassen, die sich in dem Antriebsstrangraum 7 befindet, und die Leitungen 51A und 51B können im Inneren der Konsole 36 verlegt sein (siehe z. B. 2). Gleichermaßen können sich, falls der Motor 6 eine Brennkraftmaschine umfasst, die Leitungen 51A und 51B ebenfalls in der Mittelkonsole 36 befinden. Kaltluft 17 aus dem Auslass 45 der vorderen HLK-Einheit 12 wird erwärmt, während sie durch den Wärmetauscher 48 strömt, und klimatisierte (erwärmte) Luft 21 wird der Modusklappenbaugruppe 22 zugeführt. Die Heizung 20 kann deaktiviert werden, sodass Kaltluft 17 durch die Heizung 20 strömt, ohne erwärmt zu werden. Zudem kann die Wärmemenge, die der Kaltluft 17 zugeführt wird, eingestellt werden, um dadurch die Temperatur der klimatisierten Luft 21, die aus der Heizung 20 austritt, zu steuern. Insbesondere kann das Volumen des heißen Kühlmittels, das durch den Wärmetauscher 48 aus der Leitung 51A aufgenommen wird, durch ein mit Leistung versorgtes Ventil 55 oder eine andere geeignete Anordnung gesteuert werden. Alternativ kann die Temperatur des Kühlmittels, das durch die Leitung 51A strömt, gesteuert werden. Falls zum Beispiel die Quelle 50 eine elektrische Heizung umfasst, kann die Menge an Elektrizität, die der Heizung 20 zugeführt wird, gesteuert werden, um dadurch die Temperatur des aus der Quelle 50 austretenden Kühlmittels zu steuern. Es versteht sich, dass sowohl das Volumen als auch die Temperatur des Kühlmittels, das der Leitung 51A zugeführt wird, variiert werden können, um dadurch die Temperatur der erwärmten Luft 21, die aus der Heizung 20 austritt, zu steuern.
Unter weiterer Bezugnahme auf 7 beinhaltet ein Dualzonen-Heizkern 20A einen Dualzonen-Flüssigkeit-Luft-Heizkern, der einen Wärmetauscher 48A umfasst, der einen ersten und einen zweiten Heizkern 49A und 49B aufweist, die separat gesteuert werden, um dadurch unabhängig Luft zu erwärmen, die aus dem Wärmetauscher 48A austritt. Insbesondere nimmt die Dualzonen-Heizung 20A Kaltluft 17 in dem Kaltluftkanal 16 auf und beinhaltet einen ersten und zweiten Auslass 57A und 57B, die durch eine Trennvorrichtung 56 getrennt sind, und die klimatisierte (erwärmte) Luft 21A und 21B, die aus dem ersten und dem zweiten Heizkernabschnitt 49A und 49B austritt, kann auf unterschiedliche Temperaturen erwärmt werden. Somit werden separate Ströme 21A und 21B dem ersten und dem zweiten Abschnitt 58A und 58B der dualen Modusklappenbaugruppe 22A zugeführt. Wie vorstehend in Verbindung mit 5 erörtert, ist die Dualzonen-Modusklappeneinheit 22A dazu konfiguriert, den Luftstrom zu den Auslässen 24 und 25 der dritten und der vierten Zone 53 und 54 separat zu steuern.
Alternativ können die Heizungen 20 und/oder 20A aus 6 bzw. 7 elektrisch mit Leistung versorgten Elektro-Luft-PTC-Heizeinheiten anstelle von Flüssigkeit-Luft-Wärmetauschern umfassen. Die Heizung 20A (7) kann separat gesteuerte PTC-Heizungen umfassen. Der elektrische Strom, der den PTC-Heizeinheiten zugeführt wird, kann eingestellt werden, um die Temperatur der Luft 21, 21A, 21B zu steuern, die aus den Heizungen 20 und/oder 20A austritt.
Unter weiterer Bezugnahme auf 8 beinhaltet eine Einzelzonen-Heizung 20 gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung einen Einzelzonen-Wärmetauscher 48, der auf die im Wesentlichen gleiche Weise wie der vorstehend in Verbindung mit 6 erörterte Heizkern 48 funktionieren kann. Die Heizung 20 nimmt Kaltluft 17 aus dem Kaltluftauslass 45 durch den Kaltluftkanal 16 auf und die Kaltluft tritt in einen Innenraum 60 des Gehäuses 61 der Heizung 20 ein. Der Luftstrom durch den Innenraum 60 wird durch eine Mischklappe 62 gesteuert, die wie durch den Pfeil „A“ gezeigt verschoben werden kann, um die Luft selektiv durch eine Umgehung 63 oder durch den Heizkern 48 umzuleiten. Im Allgemeinen kann die Position der Mischklappe 62 eingestellt werden, um zu bewirken, dass die gesamte Kaltluft 17 durch die Umgehung 63 strömt. Alternativ kann die Mischklappe 62 so positioniert sein, dass sie die Umgehung 63 vollständig blockiert, wodurch bewirkt wird, dass die gesamte Kaltluft 17 durch den Heizkern 48 strömt, um die Luft zu erwärmen. Die Mischklappe 62 kann zudem dazu konfiguriert sein, einen Teil der Luft durch den Heizkern 48 und durch die Umgehung 63 strömen zu lassen, um dadurch die Kaltluft 17 teilweise zu erwärmen. Die Mischklappe 62 kann auf bekannte Weise betriebsfähig mit einem mit Leistung versorgten Aktor (nicht gezeigt) verbunden sein. In 8 ist die Mischklappe 62 als eine verschiebbare Mischklappe 62 gezeigt, die sich auf lineare Weise verschiebt. Die Mischklappe 62 kann jedoch eine sich drehende oder schwenkbare Mischklappe einer bekannten Art umfassen. Erwärmte Luft 21, die aus der Heizung 20 austritt, wird der Modusklappenbaugruppe 22 auf eine Weise zugeführt, die im Wesentlichen der vorstehend in Verbindung mit 6 erörterten Anordnung ähnlich ist.
Unter weiterer Bezugnahme auf 9 beinhaltet eine Dualzonen-Heizung 20A gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Gehäuse 65, das Umgehungsbereiche 66A und 66B aufweist, wobei eine Trennvorrichtung 67 zwischen den Umgehungsbereichen 66A und 66B angeordnet ist. Ein Dualzonen-Heizkern 68 beinhaltet einen ersten und einen zweiten Abschnitt 69A und 69B, die unabhängig auf eine Weise gesteuert werden können, die im Wesentlichen der vorstehend erörterten Anordnung aus 7 ähnlich ist. Die Mischklappen 70A und 70B steuern selektiv den Luftstrom durch die Heizkernabschnitte 69A und 69B und durch die Umgehungsbereiche 66A und 66B, um dadurch die Temperatur der klimatisierten Luft 21A und 21B zu steuern, die aus der Dualzonen-Heizung 20A austritt. Die erwärmte Luft 21A und 21B wird der Modusklappenbaugruppe 22A auf eine Weise zugeführt, die im Wesentlichen der vorstehend in Verbindung mit 7 erörterten Anordnung ähnlich ist.
Die Konsolenheizungen 20 und/oder 20A können Flüssigkeit-Luft-Wärmetauscher beinhalten, wie vorstehend erörtert. Alternativ können die Konsolenheizungen 20 und/oder 20A Elektro-Luft-Heizungen (z. B. PTC-Heizungen) umfassen, wie nachstehend in Verbindung mit 10A und 10B ausführlicher erörtert.
Unter weiterer Bezugnahme auf 10 kann ein Kraftfahrzeug 1A gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein(e) vordere(s) HLK-System oder - Einheit 12 beinhalten, das bzw. die in einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs 1A montiert ist. Die HLK-Einheit 12 kann im Wesentlichen der vorderen HLK-Einheit 12 ähnlich sein, die vorstehend in Verbindung mit 1-9 ausführlicher beschrieben ist. Das Fahrzeug 1A kann optional ein Hilfskonsolen-HLK-System 140 beinhalten, das eine elektrisch mit Leistung versorgte PTC-Heizung 142A (10A), die eine einzelne Zone aufweist, oder eine Dualzonen-PTC-Heizung 142B (10B) beinhaltet. Wie nachstehend ausführlicher erörtert, beinhalten PTC-Heizungen 142A bzw. 142B Elektrizität-Luft-Wärmetauscher 144A, 144B, die dazu konfiguriert sein können, Kaltluft aus der HLK-Einheit 12 aufzunehmen und die Luft zu erwärmen, um einer oder mehreren hinteren Zonen klimatisierte Luft bereitzustellen. Das Fahrzeug 1A kann optional eine Bodenstruktur 30, eine Batterieträgerstruktur 31 und Batterien 32 beinhalten, die im Wesentlichen mit den entsprechenden Komponenten identisch oder diesen ähnlich sind, die vorstehend in Verbindung mit 1-9 ausführlicher beschrieben sind. Noch ferner kann das Fahrzeug 1A ein Triebwerk/einen Motor 6 beinhalten, das bzw. der einen Elektromotor, eine Brennkraftmaschine oder ein Kombinationssystem (z. B. Hybridsystem) umfasst.
Das Fahrzeug 1A beinhaltet eine erste Sitzreihe 104, eine zweite Sitzreihe 105 und eine optionale dritte Sitzreihe 106. Die erste Sitzreihe 104 kann mit der vorderen Sitzreihe 4 des Fahrzeugs 1 (1) identisch oder dieser ähnlich sein und die zweite (Zwischen-) Sitzreihe 105 kann im Wesentlichen der hinteren Sitzreihe 5 des Fahrzeugs 1 (1) ähnlich sein. Wie nachstehend ausführlicher erörtert, kann das Fahrzeug 1A optional ein Hilfsklimasystem 110 beinhalten, um zusätzliche Zonen, wie etwa eine oder mehrere Zonen der dritten Sitzreihe 106, zu steuern. Das Hilfsklimasystem 110 kann im Wesentlichen mit dem Dualzonen-Hilfsklimasteuersystem identisch sein, das in der anhängigen US-Anmeldung Nr. 16/360,773 beschrieben ist, die durch Bezugnahme in diese Schrift aufgenommen ist. Das Hilfsklimasystem 110 kann einen Flüssigkeit-Luft-Heizkern, wie er in der vorstehend genannten Anmeldung Nr. 16/360,773 beschrieben ist, in einer beliebigen der in dieser Schrift beschriebenen Konfigurationen (z. B. 10-16) beinhalten. Alternativ kann das Hilfsklimasystem 110 in einer beliebigen der in dieser Schrift beschriebenen Konfigurationen (z. B. 10-16) eine Elektrizität-Luft-PTC-Heizung (z. B. Einzel- oder Dualzone) umfassen.
Wie nachstehend ausführlicher erörtert, können die Klimasysteme 10, 140 und 110 in verschiedenen Kombinationen genutzt werden, um spezifische Mehrzonen-Klimazonenkonfigurationen bereitzustellen, wie sie für Variationen eines bestimmten Fahrzeugmodells erforderlich sein können. Die Klimasysteme 10, 140 und 110 können zudem in verschiedenen Kombinationen genutzt werden, um eine spezifische Mehrzonen-Klimasteuerung für unterschiedliche Fahrzeugmodelle bereitzustellen. Wie ebenfalls nachstehend erörtert, kann die spezifische Konfiguration der HLK-Systeme 10, 140 und 110 ebenfalls variiert werden, um die erforderliche Anzahl und Stelle der Klimazonen für Variationen innerhalb einer Modellreihe eines Fahrzeugs und/oder für unterschiedliche Fahrzeugmodelle bereitzustellen. Somit können verschiedene Kombinationen und Variationen der HLK-Systeme 10, 140 und 110 genutzt werden, um eine große Anzahl unterschiedlicher Klimasteuerkonfigurationen bereitzustellen, wie sie für eine bestimmte Fahrzeugart und ein bestimmtes Fahrzeugmodell erforderlich sein können.
Unter weiterer Bezugnahme auf 10A und 10B kann das HLK-System 140 eine Einzelzonen-PTC-Heizeinheit 142A (10A) oder eine Dualzonen-PTC-Einheit 142B (10B) umfassen. Die PTC-Einheiten 142A bzw. 142B können entweder Elektrizität-Luft-Wärmetauscher 144A, 144B mit Hochspannung (z. B. 400 V-800 V) oder Niederspannung (z. B. 12 V) umfassen, die Elektrizität nutzen, um ein festes Material eines Elektrizität-Luft-Wärmetauschers zu erwärmen, wodurch Kaltluft 146, die aus dem Kaltluftauslass 45 der vorderen HLK-Einheit 12 empfangen wird, erwärmt wird, während sie über das erwärmte feste Material strömt. Falls das System in einem elektrisch mit Leistung versorgten Fahrzeug verwendet wird, ist die PTC-Heizung vorzugsweise eine Hochspannungs-PTC-Heizung (vorausgesetzt, eine Hochspannungsleistungsquelle ist verfügbar). Für Fahrzeuge, die keine Hochspannungsleistungsquelle aufweisen, ist eine Niederspannungs-PTC-Heizung bevorzugt. Wie nachstehend ausführlicher erörtert, kann das Einzelzonen-PTC-System 142A in einem Fahrzeug genutzt werden, das wie in 14 und 16 konfiguriert ist, und die Dualzonen-PTC-Heizung 142B kann in Fahrzeugen genutzt werden, die wie in 12 und 13 konfiguriert sind.
Unter erneuter Bezugnahme auf 10A kann die Einzelzonen-PTC-Heizung 142A einen Einlass 148 beinhalten, der betriebsfähig mit einem optionalen Konsolengebläse 150 verbunden ist, das Luft durch den Kanal 16 aus dem Kaltluftauslass 45 der vorderen HLK-Einheit 12 saugt. Die Einzelzonen-PTC-Heizung 142A beinhaltet zudem einen Auslass 152, der klimatisierte Luft 156 einem Luftsammler 154 zuführt, um Luft an einen oder mehrere Auslässe 24 und 25 zu verteilen (siehe auch 14 und 16). Die Einzelzonen-PTC-Heizung 142A beinhaltet einen Elektrizität-Luft-Wärmetauscher 144A, der Kaltluft 146 erwärmt, die durch die PTC-Heizung 142A strömt.
Unter Bezugnahme auf 10B beinhaltet die Dualzonen-PTC-Einheit 142B einen Elektrizität-Luft-Wärmetauscher 144B, der einen ersten Wärmetauscherabschnitt 161 und einen zweiten Wärmetauscherabschnitt 162 aufweist. Der erste und der zweite Wärmetauscherabschnitt 161 und 162 können separat gesteuert werden, um selektiv Kaltluft 146 zu erwärmen und separate Ströme von klimatisierter Luft 156A und 156B bereitzustellen, die aus der Dualzonen-PTC-Einheit 142B austreten. Kaltluft 146 aus dem Auslass 45 der vorderen HLK-Einheit 12 wird dem Einlass 148 über den Luftkanal 16 und das optionale Gebläse 150 zugeführt. Die Dualzonen-PTC-Einheit 142B beinhaltet eine Trennwand 158, die die Ströme von klimatisierter Luft 156A und 156B trennt, um dadurch separate Temperaturen davon beizubehalten. Die Luft 156A und 156B tritt durch separate Ausgänge 152A bzw. 152B in einen Luftsammler 154A aus, der separate Innenfächer 155A bzw. 155B aufweist. Wie nachstehend ausführlicher erörtert, kann die Dualzonen-PTC-Einheit 142B in Fahrzeugen verwendet werden, die wie in 12 und 13 konfiguriert sind.
Die PTC-Heizeinheiten 142A und 142B aus 10A bzw. 10B erwärmen die gekühlte Luft 146 unter Verwendung von Elektrizität-Luft-Wärmetauschern 144A bzw. 144B, sodass eine erwärmte Flüssigkeit oder dergleichen nicht erforderlich ist. Die Elektrizität (z. B. elektrischer Strom), die den PTC-Heizungen 142A und 142B zugeführt wird, kann direkt gesteuert (variiert) werden, um dadurch die der Kaltluft 146 hinzugefügte Wärmemenge zu steuern. Somit erfordern die PTC-Heizungen 142A und 142B kein Vermischen oder „Mischen“ von Luft und die PTC-Heizungen 142A und 142B beinhalten keine Mischklappen.
Unter weiterer Bezugnahme auf 11 beinhaltet ein Fahrzeug 1A eine Fahrzeugkarosserie 2A und einen Fahrgastraum 3A, der eine linke Klimazone 112 und eine rechte Klimazone 113 aufweist. Es versteht sich, dass das Fahrzeug 1A dem Fahrzeug 1 (1) im Wesentlichen ähnlich sein kann. Die linke Klimazone 112 beinhaltet den linken Vordersitz 4A und den linken Rücksitz 5A und die rechte Klimazone 113 beinhaltet den rechten Vordersitz 4B und den rechten Rücksitz 5B. Das Fahrzeug 1A aus 11 kann ein vorderes HLK-System 12A beinhalten, das der vorstehend in Verbindung mit 1-9 beschriebenen vorderen HLK-Einheit 12 ähnlich ist. Das Fahrzeug 1A beinhaltet jedoch kein Hilfskonsolen-HLK-System 14. Somit ist die vordere HLK-Einheit 12A derart konfiguriert, dass sie keinen funktionierenden Kaltluftauslass 45 beinhaltet. Somit kann, obwohl die vordere HLK-Einheit 12A eine Heizeinheit 38A und eine Kühleinheit 40A beinhalten kann, die im Wesentlichen mit der Heiz- und Kühleinheit 38 bzw. 40 der vorderen HLK-Einheit 12 identisch sind, die vorstehend ausführlicher beschrieben sind, die vordere HLK-Einheit 12A einen Kaltluftauslass 45A beinhalten, der blockiert ist, oder der Hilfsdurchlass 77A (1A) kann verschlossen sein. Es versteht sich, dass der Durchlass 77 und der Verdampferkern 89 (1A) derart modifiziert sein können, dass im Wesentlichen die gesamte Luft 75, die in den Lufteinlass 74 eintritt, durch den Verdampferkern 89, den Heizkern 76 und die Mischklappe 72 aus 1A verläuft. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die vordere HLK-Einheit 12A im Wesentlichen mit der vorstehend in Verbindung mit 1-9 beschriebenen vorderen HLK-Einheit 12 identisch, mit der Ausnahme, dass der Kaltluftauslass 45A der vorderen HLK-Einheit 12A blockiert oder anderweitig gesperrt ist. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf diese bevorzugte Ausführungsform beschränkt ist.
Unter erneuter Bezugnahme auf 11 stellt die vordere HLK-Einheit 12A Luft über Luftkanäle 16 einer Vielzahl von Bodenauslässen 24 und Verkleidungsauslässen 25 bereit. Das vordere HLK-System 12A ist dazu konfiguriert, die Auslässe 24 und 25 der ersten Klimazone 112 im Wesentlichen unabhängig von den Auslässen 24 und 25 der zweiten Klimazone 113 zu steuern. Somit beinhaltet das Fahrzeug 1 oder 1A aus 11 eine einzelne vordere HLK-Einheit 12A, die klimatisierte Luft in der ersten und der zweiten Klimazone 112 und 113 sowohl für die erste Reihe 104 als auch für die zweite Reihe 105 bereitstellt. Die Konfiguration aus 11 beinhaltet keine Konsolen-HLK-Einheit 140 und beinhaltet auch kein Hilfsklimasystem 110. Jede Klimazone kann eine Benutzereingabe und/oder einen Temperatursensor beinhalten, um eine individuelle Temperatursteuerung für die Klimazonen bereitzustellen.
Unter weiterer Bezugnahme auf 12 kann das Fahrzeug 1A eine erste, zweite und dritte Reihe 104, 105 bzw. 106 beinhalten, wie vorstehend in Verbindung mit 10 erörtert. Wenn es wie in 12 gezeigt konfiguriert ist, beinhaltet das Fahrzeug 1A eine erste (vordere) HLK-Einheit 12 und ein Hilfskonsolensystem 140, das eine Dualzonen-PTC-Heizeinheit 142B aufweist, die dazu konfiguriert ist, Klimazonen 118A-118C klimatisierte Luft bereitzustellen. Das Fahrzeug 1A aus 12 beinhaltet ferner ein Hilfsklimasystem 110, das dazu konfiguriert ist, einer hinteren oder dritten Klimazone 118D klimatisierte Luft bereitzustellen.
Das Hilfsklimasystem 110 kann im Wesentlichen mit dem in der US-Patentanmeldung Nr. 16/360,773 beschriebenen System identisch sein und kann eine Verdampfer- und Gebläsebaugruppe 120 beinhalten, die einem oder mehreren Bodenauslässen 24 und einem oder mehreren Verkleidungsauslässen 25, die sich benachbart zu der dritten Reihe 106 hinter der zweiten (Zwischen-) Reihe 105 befinden, Luft zuführt. Die Verdampfer- und Gebläsebaugruppe 120 beinhaltet ein Gebläse 111 und einen Verdampfer 89A (14), der durch Kältemittelleitungen 86A und 90A betriebsfähig mit dem Kondensator 82 der vorderen HLK-Einheit 12 verbunden ist. Die Leitungen 86A und 90A können oberhalb oder unterhalb der Bodenplatte verlegt sein, wie es für eine bestimmte Anwendung erforderlich ist. Falls das Fahrzeug 1A einen Hybrid- oder Brennkraftmaschinenantrieb beinhaltet, können die Kältemittelleitungen 86A, 90A unter der Fahrzeugkarosserie (Bodenstruktur 30) verlegt sein. Falls das Fahrzeug 1A ein Elektrofahrzeug umfasst, können die Kältemittelleitungen 86A, 90A entlang des Außenumfangs des Fahrzeugunterbodens (der Bodenstruktur 30) um die Batterien 32 herum verlegt sein. Es versteht sich, dass das Hilfsklimasystem 110 einen separaten Kondensator (nicht gezeigt) beinhalten kann, der sich in einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs 1A befindet, anstatt mit dem Kondensator 82 der vorderen HLK-Einheit 12 verbunden zu sein. Zum Beispiel kann ein dedizierter Kondensator für das Hilfsklimasystem 110 in einem Heck des Fahrzeugs 1A positioniert sein, falls es unpraktisch ist, die Kältemittelleitungen 86A, 90A von der vorderen HLK-Einheit 12 zu einem Hilfsklimasystem 110 zu verlegen, das in einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs 1A positioniert ist. Das Hilfsklimasystem 110 kann Modusklappen 116 beinhalten, die den Luftstrom zu den Bodenkanälen 16 und Verkleidungsauslässen 24 bzw. 25 steuern (selektiv teilen oder blockieren). Die Modusklappen 116 können optional Luftsammler umfassen, wie in der anhängigen US-Patentanmeldung Nr. 16/524,483 mit dem Titel „APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING THE DISTRIBUTION OF AIR IN AN HVAC SYSTEM“ beschrieben, eingereicht am 29. Juli 2019, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme in diese Schrift aufgenommen ist.
Das System aus 12 kann Benutzereingaben 122A-122D beinhalten, die jeweils den Klimazonen 118A-118D entsprechen, um es Benutzern zu ermöglichen, die Temperatur jeder Klimazone 118A-118D unabhängig zu steuern. Die Benutzereingaben 122A-122D können zum Beispiel Thermostate umfassen, die betriebsfähig mit einer Steuerung 124 verbunden sind, um dadurch die Temperatur jeder Klimazone 118A-118D unabhängig beizubehalten. Die Steuerung 124 kann eine „dedizierte“ Steuereinheit umfassen, die spezifisch dazu konfiguriert ist, eine Klimasteuerung bereitzustellen, oder die Steuerung 124 kann eine oder mehrere Steuerungen umfassen, die dazu konfiguriert sind, mindestens zum Teil andere Fahrzeugfunktionen zu steuern. Somit ist der Ausdruck „Steuerung“, wie er in dieser Schrift verwendet wird, nicht auf eine spezifische Hardware- oder Softwarekonfiguration beschränkt.
Das Mehrzonen-Klimasystem aus 12 kann ferner Temperatursensoren 126A-126E beinhalten, die in oder benachbart zu jeder Klimazone 118A-118E positioniert sind und betriebsfähig mit der Steuerung 124 verbunden sind. Zusätzliche Sensoren (Feuchtigkeit, Sonnenbelastung usw.) (nicht gezeigt) können ebenfalls betriebsfähig mit der Steuerung 124 verbunden sein, und die Steuerung 124 kann dazu konfiguriert sein, Austrittslufttemperaturen zu bestimmen, die erforderlich sind, um jede Klimazone 118A-118E auf die festgelegten Temperaturen für jede Klimazone zu bringen. Es versteht sich, dass die Temperatursensoren 126A-126E optional sind und jede Benutzereingabe 122A-122E dazu konfiguriert sein kann, eine festgelegte Luftaustrittstemperatur (d. h. Steuerung mit offenem Regelkreis) auf Grundlage einer Benutzereinstellung bereitzustellen. Darüber hinaus kann das Mehrzonen-Klimasystem aus 12 optional eine Kombination aus Steuerkonfigurationen mit offenem und geschlossenem Regelkreis beinhalten, wobei einige der Zonen 118A-118E eine Steuerung mit offenem Regelkreis (d. h. keinen Temperatursensor) aufweisen und andere Zonen eine Steuerung mit geschlossenem Regelkreis einschließlich eines Temperatursensors 126A-126E beinhalten. Im Allgemeinen kann die Temperatur jeder Klimazone unabhängig gesteuert werden.
Unter weiterer Bezugnahme auf 13 kann das Fahrzeug 1A dazu konfiguriert sein, Klimazonen 118A-118D zu beinhalten, die auf die im Wesentlichen gleiche Weise gesteuert werden, wie vorstehend in Verbindung mit 12 beschrieben. Wenn jedoch das Mehrzonenklimasystem des Fahrzeugs 1A wie in 13 gezeigt konfiguriert ist, beinhaltet das Mehrzonen-Klimasystem des Fahrzeugs 1A die linke und die rechte Klimazone 118E und 118F der dritten Reihe, die individuell durch eine Dualzonen-Hilfseinheit 110A gesteuert werden. Die Hilfs-HLK-Einheit 110A kann einen ersten und einen zweiten Heizkern und Zonenmodusklappen für die Zonen 118E und 118F beinhalten, wie in der US-Patentanmeldung Nr. 16/360,773 beschrieben. Das Mehrzonen-Klimasystem aus 13 kann optional Benutzereingaben 122E und 122F und optionale Temperatursensoren 126E und 126F beinhalten, die genutzt werden, um die Temperatur der Luft in den Klimazonen 118E und 118F zu steuern.
Das Mehrzonen-Klimasystem des Fahrzeugs 1A kann auch wie in 14 gezeigt konfiguriert sein. Wenn es gemäß 14 konfiguriert ist, beinhaltet das Mehrzonen-Klimasystem die Zonen 118E und 118F der dritten Reihe, die durch ein Hilfsklimasteuersystem 110A auf die im Wesentlichen gleiche Weise gesteuert werden, wie vorstehend in Verbindung mit 13 beschrieben. Das Fahrzeug 1A aus 14 beinhaltet ferner eine erste und eine zweite vordere Klimazone 118A und 118B und eine einzelne Klimazone 118C der zweiten Reihe, die durch eine Einzelzonen-PTC-Einheit 142A gesteuert wird. Jede Klimazone kann eine Benutzereingabe und/oder einen Temperatursensor beinhalten, um eine individuelle Temperatursteuerung (mit geschlossenem oder offenem Regelkreis) für die Klimazonen bereitzustellen.
Unter weiterer Bezugnahme auf 15 kann ein Fahrzeug 1A ein Mehrzonen-Klimasystem beinhalten, das eine vordere HLK-Einheit 12B beinhaltet, die den vorderen Klimazonen 118A und 118B einer vorderen Reihe 104 klimatisierte Luft zuführt. Die vordere HLK-Einheit 12B kann im Wesentlichen der vorderen HLK-Einheit 12A ähnlich sein, die vorstehend in Verbindung mit 11 beschrieben ist. Wenn das Fahrzeug 1A jedoch wie in 15 gezeigt konfiguriert ist, beinhaltet das System keine Kanäle 16, die Boden- und/oder Verkleidungsauslässen 24 und 25 der zweiten Reihe 105 Luft aus der vorderen HLK-Einheit 12B bereitstellen. Die vordere HLK-Einheit 12B kann keinen Kaltluftkanal beinhalten oder sie kann einen blockierten Kaltluftkanal 45B beinhalten. Wenn es wie in 15 gezeigt konfiguriert ist, beinhaltet ein Hilfsklimasystem 110A eine Vielzahl von Kanälen 16, die klimatisierte Luft zu einem oder mehreren Bodenauslässen 24 und/oder Verkleidungsauslässen 25 leiten, um der linken und der rechten hinteren Klimazone 118E bzw. 118F klimatisierte Luft zuzuführen. Wenn es auf diese Weise konfiguriert ist, beinhaltet die linke hintere Klimazone 118E den linken Sitz 5A der zweiten Reihe und den linken Sitzbereich 106A der dritten Reihe und beinhaltet die Klimazone 118F den rechten Sitz 5B der zweiten Reihe und den rechten Sitz oder Sitzbereich 106B der dritten Reihe. Das Hilfsklimasystem 110A umfasst ein Dualzonensystem, um eine unabhängige Steuerung des Klimas (der Temperatur) der Klimazonen 118E und 118F bereitzustellen. Das Hilfsklimasystem 110A kann auf die im Wesentlichen gleiche Weise konfiguriert sein, wie vorstehend in Verbindung mit 13 erörtert, und insbesondere kann das Hilfsklimasystem 110A konfiguriert sein, wie in der US-Patentanmeldung Nr. 16/360,773 offenbart. Jede Klimazone kann eine Benutzereingabe und/oder einen Temperatursensor beinhalten, um eine individuelle Temperatursteuerung (mit geschlossenem oder offenem Regelkreis) für die Klimazonen bereitzustellen.
Unter weiterer Bezugnahme auf 16 beinhaltet ein Fahrzeug 100 gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung eine erste, zweite und dritte Sitzreihe 104, 105 bzw. 106, die eine einzelne Klimazone 130 bilden. Das Fahrzeug 100 kann ein autonomes Fahrzeug umfassen, das ein elektrisch mit Leistung versorgtes Antriebssystem aufweist. Das Fahrzeug 100 kann alternativ einen Brennkraftmaschinenantrieb oder einen Hybridantrieb beinhalten, der eine oder mehrere Brennkraftmaschinen und einen oder mehrere Elektromotoren beinhaltet. Das Fahrzeug 100 beinhaltet eine vordere HLK-Einheit 12, die auf die im Wesentlichen gleiche Weise wie das HLK-System 12 konfiguriert sein kann, das vorstehend in Verbindung mit 1-9 ausführlicher beschrieben ist. Das Fahrzeug 100 beinhaltet ferner eine Einzelzonen-PTC-Heizeinheit 142A. In dem System aus 16 führt die PTC-Einheit 142A Seitenluftauslässen 136A und 136B über einen ersten Kanal 133, der fluidisch mit sich quer erstreckenden Kanälen 134 verbunden ist, klimatisierte Luft zu. Luftauslässe 136 können dazu konfiguriert sein, Luft auf ein oder mehrere Seitenfenster 138A, 138B, 138C zu leiten (siehe auch 10). Die Luftauslässe 136 können „Entnebelungsauslässe“ umfassen, die dazu konfiguriert sind, eines oder mehrere der Seitenfenster des Fahrzeugs 100 zu enteisen oder zu entfeuchten. Alternativ kann eine Dualzonen-PTC-Heizeinheit 142B genutzt werden, sodass Luft, die den Luftauslässen 136A und 136B zugeführt wird, unterschiedliche Temperaturen aufweisen kann. Es versteht sich, dass separate Kanäle 133 (nicht gezeigt) genutzt werden können, um den Luftauslässen 136A und 136B Luft mit unterschiedlichen Temperaturen zuzuführen, falls eine Dualzonen-PTC-Heizung 142B verwendet wird.
Es versteht sich, dass das Konsolen-HLK-System 140 aus 10-16 einen Flüssigkeit-Luft-Wärmetauscher, wie vorstehend in Verbindung mit 1-9 beschrieben, anstelle der PTC-Heizungen (Elektro-Luft-Heizungen) aus 10A und 10B umfassen kann.
Es versteht sich, dass Variationen und Modifikationen an der vorangehend erwähnten Struktur vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, und es versteht sich ferner, dass derartige Konzepte durch die folgenden Patentansprüche abgedeckt sein sollen, sofern diese Patentansprüche durch ihren Wortlaut nicht ausdrücklich etwas anderes festlegen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug bereitgestellt, das einen Fahrgastraum mit einer vorderen Sitzreihe, die eine erste und zweite vordere Klimazone definiert, einer zweiten Sitzreihe hinter der vorderen Sitzreihe, die mindestens eine Zwischenklimazone definiert, und einer dritten Sitzreihe hinter der zweiten Sitzreihe, die mindestens eine hintere Klimazone definiert, aufweist, das Folgendes aufweist: eine vordere HLK-Einheit, die in einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs montiert ist und vordere Luftauslässe beinhaltet, die dazu konfiguriert sind, der ersten und zweiten vorderen Klimazone erwärmte und gekühlte Luft bereitzustellen, und wobei die vordere HLK-Einheit ferner einen Kaltluftauslass beinhaltet; eine elektrisch mit Leistung versorgte Heizung mit positivem Wärmekoeffizienten (PTC-Heizung), die mit dem Kaltluftauslass der vorderen HLK-Einheit verbunden ist, wobei die elektrisch mit Leistung versorgte PTC-Heizung einen Elektrizität-Luft-Wärmetauscher beinhaltet, der dazu konfiguriert ist, Kaltluft, die in die elektrisch mit Leistung versorgte PTC-Heizung eintritt, selektiv zu erwärmen, und wobei die elektrisch mit Leistung versorgte PTC-Heizung ein Wärmesteuersystem beinhaltet, das dazu konfiguriert ist, eine Temperatur von Luft, die aus der elektrisch mit Leistung versorgten PTC-Heizung austritt, zu steuern, wobei die elektrisch mit Leistung versorgte PTC-Heizung ferner mindestens einen Luftauslass beinhaltet, der dazu konfiguriert ist, erwärmte Luft aus der elektrisch mit Leistung versorgten PTC-Heizung der mindestens einen Zwischenklimazone des Fahrgastraums zuzuführen; ein Hilfsklimasteuersystem, das dazu konfiguriert ist, Luft, die aus einem oder mehreren Luftauslässen austritt, die hinter der Zwischenklimazone in der hinteren Klimazone positioniert sind, selektiv zu erwärmen und zu kühlen, wobei das Hilfsklimasteuersystem einen Hilfsheizkern und einen Hilfsverdampfer beinhaltet, wobei der Hilfsheizkern und der Hilfsverdampfer beide hinter der Zwischenreihe positioniert sind.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Hilfsheizkern eine erste und eine zweite Zone, die dazu konfiguriert sind, einem ersten und einem zweiten Abschnitt der hinteren Klimazone klimatisierte Luft zuzuführen.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Hilfsklimasteuersystem eine erste Modusklappe stromabwärts von der ersten Zone des Hilfsheizkerns und eine zweite Modusklappe stromabwärts von der zweiten Zone des Hilfsheizkerns.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Hilfsklimasteuersystem ein Gebläse, das dazu konfiguriert ist, Luft durch den Hilfsverdampfer und durch den Hilfsheizkern in Richtung der ersten Modusklappe und der zweiten Modusklappe zu drängen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch ein mit Leistung versorgtes Gebläse gekennzeichnet, das betriebsfähig mit dem Kaltluftauslass verbunden ist und in einer Mittelkonsole des Fahrzeugs hinter der vorderen HLK-Einheit positioniert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmesteuersystem der elektrisch mit Leistung versorgten PTC-Heizung elektrischen Strom zu dem Elektrizität-Luft-Wärmetauscher steuert, um die Temperatur von Luft, die aus der PTC-Heizung austritt, zu steuern.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Zwischenklimazone eine erste und eine zweite Zwischenklimazone und der Elektrizität-Luft-Wärmetauscher der elektrisch mit Leistung versorgten PTC-Heizung beinhaltet eine erste und eine zweite Zone, die der ersten bzw. der zweiten Zwischenklimazone zugeführte Luft separat erwärmen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch einen Luftsammler gekennzeichnet, der betriebsfähig mit der elektrisch mit Leistung versorgten PTC-Heizung verbunden ist, um einen Luftstrom zu einem Verkleidungsauslass und einem Bodenauslass zu steuern.
Gemäß einer Ausführungsform ist die elektrisch mit Leistung versorgte PTC-Heizung in der Mittelkonsole hinter dem mit Leistung versorgten Gebläse positioniert.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Fahrzeug ein elektrisch mit Leistung versorgtes Fahrzeug, und beinhaltend: eine Hochspannungstraktionsbatterie, die unterhalb einer Mittelkonsole des Fahrzeugs positioniert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug, das einen Fahrgastraum aufweist, der mindestens eine erste, zweite und dritte Sitzreihe definiert, wobei das Fahrzeug ein Klimasteuersystem beinhaltet, bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine vordere HLK-Einheit, die dazu konfiguriert ist, in einem vorderen Abschnitt eines Fahrzeugs montiert zu sein, wobei die vordere HLK-Einheit dazu konfiguriert ist, der ersten Sitzreihe klimatisierte Luft bereitzustellen, wobei die vordere HLK-Einheit ferner einen Kaltluftauslass beinhaltet, der nur Kaltluft bereitstellt; ein mit Leistung versorgtes Gebläse, das betriebsfähig mit dem Kaltluftauslass verbunden ist; eine elektrisch mit Leistung versorgte Heizung, die einen Elektrizität-Luft-Wärmetauscher beinhaltet, der in einer Konsole des Fahrzeugs positioniert ist und mit dem Kaltluftauslass der vorderen HLK-Einheit verbunden ist, wodurch Kaltluft aus dem Kaltluftauslass durch die elektrisch mit Leistung versorgte Heizung verläuft; einen linken und einen rechten Kanal, die sich von dem Elektrizität-Luft-Wärmetauscher der elektrisch mit Leistung versorgten PTC-Heizung erstrecken; einen linken und einen rechten Luftauslass, die hinter der ersten Sitzreihe positioniert sind und mit dem linken und dem rechten Kanal verbunden sind und Luft an einen linken und einen rechten Seitenabschnitt des Fahrgastraums hinter der ersten Sitzreihe verteilen; ein Hilfsklimasteuersystem, das dazu konfiguriert ist, Luft, die aus einem oder mehreren Luftauslässen austritt, die in einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs hinter der ersten Reihe positioniert sind, selektiv zu erwärmen und zu kühlen, wobei das Hilfsklimasteuersystem einen Hilfsheizkern und einen Hilfsverdampfer beinhaltet, wobei der Hilfsheizkern und der Hilfsverdampfer beide hinter der zweiten Sitzreihe montiert sind.
Gemäß einer Ausführungsform sind der linke und der rechte Luftauslass dazu konfiguriert, Luft aus dem linken und dem rechten Kanal auf Innenflächen eines linken und eines rechten Fensters des Fahrzeugs hinter der ersten Reihe zu leiten.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Hilfsklimasteuersystem Kanäle, die sich zu Luftauslässen, die benachbart zu der zweiten Sitzreihe positioniert sind, und zu Luftauslässen, die benachbart zu der dritten Sitzreihe positioniert sind, erstrecken.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die erste, zweite und dritte Sitzreihe eine einzelne Klimazone und das Klimasteuersystem ist dazu konfiguriert, eine im Wesentlichen einheitliche Lufttemperatur in der einzelnen Klimazone beizubehalten.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch mindestens eine Modusklappe gekennzeichnet, die betriebsfähig mit dem Hilfsheizkern verbunden ist, um einen Luftstrom von dem einen oder den mehreren Luftauslässen zu mindestens einem Verkleidungsauslass und zu mindestens einem Bodenauslass, die sich in einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs hinter der ersten Reihe befinden, zu steuern.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die elektrisch mit Leistung versorgte Heizung eine PTC-Heizung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Steuern einer Lufttemperatur in mehreren Zonen eines Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs Folgendes: Nutzen einer vorderen HLK-Einheit, um unabhängig gesteuerte klimatisierte Luft einer ersten und einer zweiten vorderen Zone des Fahrgastraums bereitzustellen; Bewirken, dass Kaltluft von der vorderen HLK-Einheit nach hinten durch eine Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs zu einer elektrisch mit Leistung versorgten Heizung, die in der Mittelkonsole angeordnet ist, strömt; Verwenden eines Elektrizität-Luft-Wärmetauschers der elektrisch mit Leistung versorgten Heizung, um die Kaltluft aus der vorderen HLK-Einheit zu erwärmen; Verteilen von Luft, die durch den Elektrizität-Luft-Wärmetauscher erwärmt worden ist, an eine erste hintere Zone des Fahrgastraums, die sich hinter der ersten und der zweiten vorderen Zone des Fahrgastraums befindet; Nutzen eines Hilfsklimasteuersystems, das einen Hilfsheizkern und einen Hilfsverdampferkern aufweist, die sich hinter der ersten hinteren Zone befinden, um einer zweiten hinteren Zone, die sich hinter der ersten hinteren Zone befindet, klimatisierte Luft zuzuführen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Bewirken, dass Kaltluft, die aus der vorderen HLK-Einheit austritt, ohne weiteres Kühlen der Kaltluft, nachdem die Kaltluft aus der vorderen HLK-Einheit ausgetreten ist, an die erste hintere Zone verteilt wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Nutzen einer Einzelzonen-PTC-Heizung, die einen in der Mittelkonsole angeordneten Elektrizität-Luft-Wärmetauscher aufweist, um Kaltluft aus der vorderen HLK-Einheit zu erwärmen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Nutzen einer Dualzonen-PTC-Heizung, die einen in der Mittelkonsole angeordneten Dualzonen-Elektrizität-Luft-Wärmetauscher aufweist, um Kaltluft aus der vorderen HLK-Einheit unabhängig zu erwärmen, um eine erste und zweite Strömung von klimatisierter Luft zu bilden, die durch eine Trennvorrichtung getrennt sind.
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

US 16595856 [0011]
US 16/360773 [0011, 0029, 0038]
US 16524483 [0038]
US 16360773 [0041, 0043]

Claims

Fahrzeug, das einen Fahrgastraum mit einer vorderen Sitzreihe, die eine erste und zweite vordere Klimazone definiert, einer zweiten Sitzreihe hinter der vorderen Sitzreihe, die mindestens eine Zwischenklimazone definiert, und einer dritten Sitzreihe hinter der zweiten Sitzreihe, die mindestens eine hintere Klimazone definiert, aufweist, wobei das Fahrzeug ferner Folgendes umfasst: eine vordere HLK-Einheit, die in einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs montiert ist und vordere Luftauslässe beinhaltet, die dazu konfiguriert sind, der ersten und zweiten vorderen Klimazone erwärmte und gekühlte Luft bereitzustellen, und wobei die vordere HLK-Einheit ferner einen Kaltluftauslass beinhaltet; eine elektrisch mit Leistung versorgte Heizung mit positivem Wärmekoeffizienten (PTC-Heizung), die mit dem Kaltluftauslass der vorderen HLK-Einheit verbunden ist, wobei die elektrisch mit Leistung versorgte PTC-Heizung einen Elektrizität-Luft-Wärmetauscher beinhaltet, der dazu konfiguriert ist, Kaltluft, die in die elektrisch mit Leistung versorgte PTC-Heizung eintritt, selektiv zu erwärmen, und wobei die elektrisch mit Leistung versorgte PTC-Heizung ein Wärmesteuersystem beinhaltet, das dazu konfiguriert ist, eine Temperatur von Luft, die aus der elektrisch mit Leistung versorgten PTC-Heizung austritt, zu steuern, wobei die elektrisch mit Leistung versorgte PTC-Heizung ferner mindestens einen Luftauslass beinhaltet, der dazu konfiguriert ist, erwärmte Luft aus der elektrisch mit Leistung versorgten PTC-Heizung der mindestens einen Zwischenklimazone des Fahrgastraums zuzuführen; ein Hilfsklimasteuersystem, das dazu konfiguriert ist, Luft, die aus einem oder mehreren Luftauslässen austritt, die hinter der Zwischenklimazone in der hinteren Klimazone positioniert sind, selektiv zu erwärmen und zu kühlen, wobei das Hilfsklimasteuersystem einen Hilfsheizkern und einen Hilfsverdampfer beinhaltet, wobei der Hilfsheizkern und der Hilfsverdampfer beide hinter der Zwischenreihe positioniert sind.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei: der Hilfsheizkern eine erste und eine zweite Zone beinhaltet, die dazu konfiguriert sind, einem ersten und einem zweiten Abschnitt der hinteren Klimazone klimatisierte Luft zuzuführen.
Fahrzeug nach einem von Anspruch 1 oder 2, wobei: das Hilfsklimasteuersystem eine erste Modusklappe stromabwärts von der ersten Zone des Hilfsheizkerns und eine zweite Modusklappe stromabwärts von der zweiten Zone des Hilfsheizkerns beinhaltet.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1-3, wobei: das Hilfsklimasteuersystem ein Gebläse beinhaltet, das dazu konfiguriert ist, Luft durch den Hilfsverdampfer und durch den Hilfsheizkern in Richtung der ersten Modusklappe und der zweiten Modusklappe zu drängen.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1-4, beinhaltend: ein mit Leistung versorgtes Gebläse, das betriebsfähig mit dem Kaltluftauslass verbunden ist und in einer Mittelkonsole des Fahrzeugs hinter der vorderen HLK-Einheit positioniert ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1-5, beinhaltend: das Wärmesteuersystem der elektrisch mit Leistung versorgten PTC-Heizung elektrischen Strom zu dem Elektrizität-Luft-Wärmetauscher steuert, um die Temperatur von Luft, die aus der PTC-Heizung austritt, zu steuern.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1-6, wobei: die Zwischenklimazone eine erste und eine zweite Zwischenklimazone beinhaltet und der Elektrizität-Luft-Wärmetauscher der elektrisch mit Leistung versorgten PTC-Heizung eine erste und eine zweite Zone beinhaltet, die der ersten bzw. der zweiten Zwischenklimazone zugeführte Luft separat erwärmen.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1-7, beinhaltend: einen Luftsammler, der betriebsfähig mit der elektrisch mit Leistung versorgten PTC-Heizung verbunden ist, um einen Luftstrom zu einem Verkleidungsauslass und einem Bodenauslass zu steuern.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1-8, wobei: die elektrisch mit Leistung versorgte PTC-Heizung in der Mittelkonsole hinter dem mit Leistung versorgten Gebläse positioniert ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1-9, wobei: das Fahrzeug ein elektrisch mit Leistung versorgtes Fahrzeug umfasst, und beinhaltend: eine Hochspannungstraktionsbatterie, die unterhalb einer Mittelkonsole des Fahrzeugs positioniert ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1-10, beinhaltend: der linke und der rechte Luftauslass dazu konfiguriert sind, Luft aus dem linken und dem rechten Kanal auf Innenflächen eines linken und eines rechten Fensters des Fahrzeugs hinter der vorderen Sitzreihe zu leiten.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1-11, wobei: das Hilfsklimasteuersystem Kanäle beinhaltet, die sich zu Luftauslässen, die benachbart zu der zweiten Sitzreihe positioniert sind, und zu Luftauslässen, die benachbart zu der dritten Sitzreihe positioniert sind, erstrecken.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1-12, wobei: die erste, zweite und dritte Sitzreihe eine einzelne Klimazone umfassen und das Klimasteuersystem dazu konfiguriert ist, eine im Wesentlichen einheitliche Lufttemperatur in der einzelnen Klimazone beizubehalten.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1-13, beinhaltend: mindestens eine Modusklappe, die betriebsfähig mit dem Hilfsheizkern verbunden ist, um einen Luftstrom von dem einen oder den mehreren Luftauslässen zu mindestens einem Verkleidungsauslass und zu mindestens einem Bodenauslass, die sich in einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs hinter der ersten Reihe befinden, zu steuern.