-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Innenstruktur mit Luft-Lüftungswänden zur
Einführung
klimatisierter Luft oder Lüftungsluft
in das Fahrzeuginnere und insbesondere ein Fahrzeug-Temperatursteuersystem,
das von der Fahrzeug-Innenstruktur
Gebrauch macht.
-
Bisher
wird das Innere eines Fahrzeugs durch Lüftungsöffnungen belüftet, die
in vorbestimmten Positionen vorgesehen sind. Beispielsweise wird bei
einem in
DE 41 39 435
A1 beschriebenen System Luft von außerhalb durch einen Lufteinlass
eines Ventilators angesaugt, und es wird Innenluft durch eine Lüftungsöffnung abgegeben,
die in der hinteren Ablage angeordnet ist. Es ist schwierig, den
Lufteinlass und die Lüftungsöffnung an
anderen Teilen des Fahrzeugs anzubringen. Daher wird Lüftungsluft
nur in vorbestimmten Bereichen innerhalb des Fahrzeugs angesaugt,
d. h. es ist schwierig, das Innere des Fahrzeugs gleichmäßig zu belüften.
-
Aus
DE 198 32 738 A1 ist
eine Fahrgastzelle für
ein Transportfahrzeug bekannt, bei der die Decke eine Luftverteilkammer
aufweist, welche mit einer sich in Richtung der Flächenausdehnung
der Decke flächig
erstreckenden Luftaustrittswand an den Fahrgastraum angrenzt, wobei
die Luftaustrittswand mit einer Vielzahl von fein verteilten Durchbrüchen versehen
ist, durch welche die der Luftverteilkammer von der Luftversorgungseinrichtung
zugeführte
Luft mit im Wesentlichen flächenhaft
ausgedehnten Luftfronten in den Fahrgastraum eintritt.
-
Aus
DE 199 20 062 A1 ist
weiterhin ein Fahrzeugsitz mit einer im Sitzteil und in der Rückenlehne integrierten
luftundurchlässigen
Polsterschicht, einer diese ganzflächig überziehenden Ventilationsschicht und
einem die Polsteroberfläche überspannenden, luftdurchlässigen Polsterbezug
bekannt, wobei wenigstens ein Ventilator durch einen sich durch
die Polsterschicht hindurch erstreckenden Luftkanal Luft in die
Ventilationsschicht einbläst.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeug-Innenstruktur
zu schaffen, die eine angenehme Klimatisierung und wirksame Lüftung im Innern
des Fahrzeugs gewährleistet.
-
Erfindungsgemäß weist
eine Fahrzeug-Innenstruktur mindestens eine Luft-Lüftungswand
auf. Die Innenstruktur weist eine nichtpermeable Schicht, eine nichtpermeable
Oberflächenschicht
und eine permeable Schicht auf. Die permeable Schicht weist eine
dreidimensionale Netzgestaltung auf und ist zwischen der nichtpermeablen
Schicht und der nichtpermeablen Oberflächenschicht angeordnet. Die
permeable Schicht weist mindestens zwei verschweißte, nichtpermeable
Bereiche auf, die sich linear erstrecken. Zwischen den verschweißten, nichtpermeablen Endbereichen
ist ein Luftkanal ausgebildet.
-
Da
die Luft-Lüftungswand
den Luftkanal aufweist, können
Luftkanäle
in verschiedenen inneren Bauteilen, die die Luft-Lüftungswände aufweisen, ausgebildet
sein. Daher kann die Luft von verschiedenen inneren Bauteilen des
Fahr zeugs aus geblasen werden.
-
Die
Erfindung ist zusammen mit weiteren Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen
am besten aus der nachfolgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und
den beigefügten
Zeichnungen zu verstehen, in denen zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung einer Fahrzeug-Innenstruktur gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
2 eine
schematische Darstellung eines Teils eines Fahrzeug-Temperatursteuersystems
gemäß der Ausführungsform;
-
3 eine
schematische Darstellung eines weiteren Teils des Fahrzeug-Temperatursteuersystems;
-
4A bis 4E schematische
Darstellungen einer Luft-Lüftungswand
der Fahrzeug-Innenstruktur mit der Darstellung der Struktur und
des Verfahrens zur Herstellung derselben; und
-
5 ein
Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen der Innentemperatur
eines Fahrzeugs und der verstrichenen Zeit, seit das Fahrzeug geparkt
worden ist, wobei das Fahrzeug von der Fahrzeug-Innenstruktur Gebrauch
macht.
-
Nachfolgend
wird eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
im Detail beschrieben.
-
Bei
dieser Ausführungsform
findet ein Fahrzeug-Temperaturstuersystem bei einem Fahrzeug Anwendung,
das mit einer Fahrzeug-Innenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung
ausgestattet ist.
-
Gemäß Darstellung
in 1 sind elektrisch betriebene Sonnenschutzvorhänge 1 für eine Windschutzscheibe 17,
für Seitenscheiben 18 und
für eine Heckscheibe 19 vorgesehen.
Die Sonnenschutzvorhänge 1 sind
Stoffvorhänge
und reduzieren die Menge des Sonnenlichts, das in das Innere des
Fahrzeugs eintritt. Weiter können
die Sonnenschutzvorhänge 1 mittels
eines Elektromotors (nicht dargestellt) geschlossen werden, der
durch eine elektrische Steuervorrichtung (nicht dargestellt) gesteuert wird.
-
Für das Fahrzeug
ist eine Fahrzeugklimaanlage 10 vorgesehen. Gemäß Darstellung
in 2 und 3 weist die Fahrzeugklimaanlage 10 eine vordere
Klimatisierungseinheit 2, eine hintere Klimatisierungseinheit 3,
eine vordere Gebläseeinheit 5 und
eine hintere Gebläseeinheit 7 auf.
Die vordere Klimatisierungs einheit 2 klimatisiert die Luft
im vorderen Teil des Fahrgastraums des Fahrzeugs. Die hintere Klimatisierungseinheit 3 klimatisiert
die Luft im hinteren Teil des Fahrgastraums des Fahrzeugs. Die vordere
Gebläseeinheit 5 schickt
die Luft durch die Oberfläche
eines Vordersitzes 4 hindurch. Die hintere Gebläseeinheit 7 schickt
die Luft durch die Oberfläche
eines hinteren Sitzes 6 hindurch.
-
Die
Klimatisierungseinheiten 2 bzw. 3 weisen niederdruckseitige
Wärmetauscher 2a, 3a,
Heizeinrichtungen 2b, 3b und Gebläse 2c, 3c auf.
Der niederdruckseitige Wärmetauscher 2a (3a)
ist ein Thermo-Kompressionskühler,
der die Luft kühlt,
die in Richtung zum Fahrgastraum geblasen wird. Die Heizeinrichtung 2b (3b)
ist stromabwärts
des niederdruckseitigen Wärmetauschers 2a (3a)
in der Strömungsrichtung
der Luft angeordnet und erwärmt
die Luft, die in Richtung zum Fahrgastraum geblasen wird.
-
Weiter
steuern Folienklappen 2d, 2e, die in 2 dargestellt
sind, die Umwälzung
der Luft. Insbesondere schaltet die Klappe 2d den Öffnungsgrad eines
Kühlluft-Kanals,
der die Heizeinrichtung 2b im Bypass umgeht, und schaltet
die Klappe 2e den Öffnungsgrad
eines Heißluft-Kanals,
der durch den niederdruckseitigen Wärmetauscher 2a hindurchgeführt ist.
Für die
hintere Klimatisierungseinheit 3 sind die den Folienklappen 2d, 2e entsprechenden
Klappen in der Zeichnung nicht dargestellt.
-
Ein
Gebläse 5a der
Gebläseeinheit 5,
das im unteren Teil des Vordersitzes 4 eingebaut ist, saugt die
in der vorderen Klimatisierungseinheit 2 klimatisierte
Luft an und schickt diese durch die Oberfläche des Sitzes 4 hindurch.
Weiter saugt ein Gebläse 7a der
hinteren Gebläseeinheit 7,
das im unteren Teil des Rücksitzes 6 eingebaut
ist, die in der hinteren Klimatisierungseinheit 3 klimatisierte
Luft an und schickt diese durch die Oberfläche des Sitzes 6 hindurch.
-
Ferner
wird in der vorderen Klimatisierungseinheit 2 das Mischverhältnis zwischen
Kühlluft
und Heißluft
mittels einer Luftmischklappe 5b geregelt und hierdurch
die Temperatur der vom Sitz 4 aus geblasenen Luft geregelt.
Für die
hintere Klimatisierungseinheit 3 ist die der Luftmischklappe 5b entsprechende
Luftmischklappe in der Zeichnung nicht dargestellt. Weiter ist gemäß Darstellung
in 3 ein Abgabegebläse 8 vorgesehen, das
Innenluft zwangsweise in einen Kofferraum abgibt.
-
Bei
dieser Ausführungsform
sind Luft-Lüftungswände 9 für eine Vielzahl
innerer Bauteile (beispielsweise das Dach 20, Fahrgastsitze 21,
Säulen 22, 23, 24,
eine hintere Ablage 28 und Türen 26, 27 etc.)
vorgesehen. Die Luft-Lüftungswand 9 weist
eine mehrschichtige Struktur auf, die in 4A dargestellt ist,
und weist eine permeable Schicht 9a auf. Die permeable
Schicht 9a ist aus Polyethylenterephthalat hergestellt
und weist eine dreidimensionale Netzgestaltung auf. Jede Luft-Lüftungswand 9 steht
mit der vorderen Klimatisierungseinheit 2 oder der hinteren Klimatisierungseinheit 3 in
Verbindung, und hierdurch kann die Luft der Klimatisierungseinheiten 2, 3 durch
die Luft-Lüftungswände 9 des
Dachs 20, der Säulen 22, 23, 24,
der Türen 26, 27 usw.
hindurch ausgeblasen werden. Insbesondere sind die Flächen, von
denen aus die Luft geblasen wird, an Gebläseflächen 25 angeordnet,
die in 1 elliptisch schraffiert sind. Weiter weisen das
Dach 20 und die hintere Ablage 28 Gebläseflächen 25 (nicht
dargestellt) auf.
-
Die
Luft-Lüftungswand 9 besteht
im Wesentlichen aus einer äußeren Metallwand
(nichtpermeablen Schicht) 9b, aus einer Wärmeisolierschicht
(nichtpermeablen Schicht) 9c, aus der permeablen Schicht 9a und
aus einer gestalteten Innenwand (nichtpermeablen Oberflächenschicht) 9d.
Die Wärmeisolierschicht 9c ist
aus Kunststoff (beispielsweise Polyester, Polyurethan) hergestellt.
Die gestaltete Innenwand 9d ist aus einem Stoffmaterial
hergestellt und elektrisch versorgt, und hierdurch kann ihre Rückseite
als Filter zum Ausfiltern von Staub fungieren.
-
In
Hinblick auf einen Luftkanal im Inneren der Luft-Lüftungswand 9 weist
die permeable Schicht 9a zwei verschweißte, nichtpermeable Bereiche 9a3, 9a4 auf,
und ist der Luftkanal zwischen den beiden verschweißten, nichtpermeablen
Bereichen 9a3, 9a4 ausgebildet. Bei der in 4A dargestellten
Luft-Lüftungswand 9 wird
eine teil-permeable Schicht, die zwischen den verschweißten, nichtpermeablen
Bereichen 9a3, 9a4 angeordnet ist, als Luftkanal 9a1 verwendet,
und sind die teil-permeablen Schichten 9a2, die nicht als
Luftkanäle
verwendet werden, außerhalb
der verschweißten,
nichtpermeablen Bereiche 9a3, 9a4 angeordnet.
-
Die
Luft-Lüftungswände 9,
die die Luftkanäle aufweisen,
bilden die Wände
der inneren Bauteile des Fahrzeugs. Weiter stehen die Luftkanäle mit der vorderen
Klimatisierungseinheit 2 in Verbindung. Insbesondere tritt
die Luft der Klimatisierungseinheit 2 durch die Luftkanäle 9a1 (Luft-Lüftungswände 9)
der inneren Bauteile (beispielsweise des Dachs 20, der Sitze 21,
der Säulen 22, 23, 24,
der hinteren Ablage 28 und der Türen 26, 27)
hindurch. Weiter erreicht die Luft die Gebläseflächen 25 und wird von
dort aus geblasen.
-
Wenn
die Luft-Lüftungswand 9 hergestellt wird,
werden als erstes gemäß Darstellung
in 4B die verschweißten, nichtpermeablen Bereiche 9a3, 9a4 im
Wege einer Laserbestrahlung oder Ultraschallverschweißung ausgebildet.
Auf diese Weise werden die verschweißten, nichtpermeablen Bereiche 9a3, 9a4 so
ausgebildet, dass sie nicht porös sind,
und wird der Luftkanal 9a1 dazwischen ausgebildet. Weiter
wird die permeable Schicht 9 an der Wärmeisolierschicht 9c an
der äußeren Metallwand 9b,
beispielsweise des Dachs 20, installiert.
-
Als
Nächstes
wird die gestaltete Innenwand 9d, die aus einem Stoffmaterial
hergestellt ist, an der Seite der äußeren Metallwand 9b elektrisch
aufgeladen und an der permeablen Schicht 9a befestigt.
Andererseits können
die Wärmeisolierschicht 9c,
die permeable Schicht 9a und die gestaltete Innenwand 9d gleichzeitig
an der äußeren Metallwand 9b nach der
Zusammenfügung
befestigt werden.
-
4C zeigt
ein weiteres Beispiel einer Luft-Lüftungswand 9 mit einem
Luftkanal 9a1. Bei der in 4A dargestellten
Luft-Lüftungswand 9 ist
der Luftkanal 9a1 mit der permeablen Schicht 9a gefüllt. Jedoch
ist bei der in 4C dargestellten Luft-Lüftungswand
der Luftkanal 9a1 ein leerer Raum.
-
Zur
Herstellung der in 4C dargestellten Luft-Lüftungswand 9 wird
zuerst gemäß Darstellung in 4D ein
verschweißter,
nicht permeabler Bereich 9a4 in der permeablen Schicht 9a im
Wege der Ultraschallverschweißung
ausgebildet. Als Nächstes wird
gemäß Darstellung
in 4E das dreidimensionale Netz 9a vom verschweißten, nichtpermeablen Bereich 9a4 getrennt.
Weiter werden die abgetrennten Stücke der permeablen Schicht 9a an
der Wärmeisolierschicht 9c an
dem äußeren Metallkörper 9b, beispielsweise
des Dachs 20, installiert. Schließlich wird die gestaltete Innenwand 9d,
die aus einem Stoffmaterial hergestellt ist, an der Seite des Metallkörpers 9b elektrisch
aufgeladen und an der permeablen Schicht 9a installiert.
In diesem Zusammenhang tritt infolge der verschweißten, nichtpermeablen Bereiche 9a4 die
Luft nicht in die teil-permeablen Schichten 9a2 vom Luftkanal 9a1 aus
ein. Andererseits können
die Wärmeisolierschicht 9c,
die permeable Schicht 9a und die gestaltete Innenwand 9d gleichzeitig
an dem Metallkörper 9b nach
der Zusammenfügung
installiert werden.
-
Die
in 4A und 4C dargestellten
gestalteten Innenwände 9d sind
im Allgemeinen nichtpermeabel. Weiter ist die Wärmeisolierschicht 9c nichtpermeabel.
In diesem Fall fungiert der Luftkanal 9a1 als eine Luftleitung.
Jedoch kann, wenn die Luft-Lüftungswand 9 für ein inneres
Bauteil verwendet wird, durch das hindurch die Luft ausgeblasen werden
muss, die gestaltete Innenwand 9d dieser Luft-Lüftungswand 9 permeabel
ausgebildet sein.
-
In
Hinblick auf die übrige
Struktur der Luft-Lüftungswand 9 kann
die Wärmeisolierschicht 9c weggelassen
sein. Weiter kann ein dünnes,
nichtpermeables Blatt zwischen der permeablen Schicht 9 und
der gestalteten Innenwand 9d angeordnet sein, um den Austritt
von Luft zu verhindern.
-
Nachfolgend
wird die Arbeitsweise dieser Ausführungsform beschrieben.
-
Beispielsweise
werden in einem Fall, bei dem das Fahrzeug geparkt ist, wenn die
Temperatur außerhalb
des Fahrzeugs höher
als 20° wird
oder wenn die Menge des Sonnenlichts, das in das Innere des Fahrzeugs
einstrahlt, größer als
150 W/m2 wird, die Windschutzscheiben durch
Sonnenschutzvorhänge 1 abgedeckt,
und wird hierdurch das Sonnenlicht ausgeschaltet. Gleichzeitig führt die
vordere Klimatisierungseinheit 2 die Außenluft in das Fahrzeug ein,
und werden weiter die Gebläse 5a, 7a der
Luftgebläseeinheiten 5, 7 betrieben,
um die Luft im Inneren des Fahrzeugs umzuwälzen.
-
In
diesem Zusammenhang kann die hintere Klimatisierungseinheit 3 die
Luft im Inneren des Fahrzeugs nur umwälzen und keine Außenluft
in das Fahrzeug einführen.
Daher wird nicht genügend
Außenluft
in den hinteren Fahrgastraum eingeführt. Jedoch ist es bei Verwendung
einer Fahrzeugklimaanlage mit einer hinteren Klimatisierungseinheit,
die die Außenluft
in das Fahrzeug einführen
kann, erwünscht,
dass die Außenluft
in das Fahrzeug unter Verwendung der hinteren Klimatisierungseinheit
eingeführt
wird, indem ein Gebläse
ihrer hinteren Gebläseeinheit
betrieben wird.
-
Weiter
werden zusätzlich
zu den Gebläsen 5a, 7a der
Gebläseeinheiten 5, 7 die
Gebläse 2c, 3c der
Klimatisierungseinheit 2, 3 betrieben, und hindurch
wird die Umwälzleistung
verbessert. Nebenbei bemerkt ist bei dem geparkten Fahrzeug die
Blasleistung des Gebläses 2c auf
etwa 160 m3/h eingestellt, und ist die Blasleistung
des Gebläses 3c auf
etwa 80 m3/h eingestellt. Weiter ist die
Blasleistung der Gebläse 5a, 5c auf
etwa 40 m3/h eingestellt.
-
Weiter
ist bei dieser Ausführungsform,
wenn der Starterschalter (beispielsweise der Zündschalter) des Fahrzeugs auf
AUS geschaltet ist, bestimmt, dass das Fahrzeug geparkt ist. Andererseits
ist, wenn der Starterschalter auf EIN geschaltet ist, bestimmt,
dass das Fahrzeug nicht geparkt ist. Zur Feststellung der Menge
des Sonnenlichts, das in das Innere des Fahrzeugs einstrahlt, wird
ein Sonnenlichtsensor (nicht dargestellt) der Klimaanlage verwendet.
Zur Feststellung der Außentemperatur
wird ein Außentemperatursensor
(nicht dargestellt) der Klimatisierungseinheit verwendet. Auf diese
Weise werden die Menge des Sonnenlichts und die Höhe der Außentemperatur
festgestellt.
-
Nachfolgend
werden die Wirkungen dieser Ausführungsform
beschrieben. Wenn das Fahrzeug geparkt ist, wird die Menge des Sonnenlichts
mittels der Sonnenschutzvorhänge 1 herabgesetzt.
Daher kann verhindert werden, dass die inneren Bauteile des Fahrzeugs,
die im Allgemeinen eine größere Wärmekapazität aufweisen,
erwärmt
werden. Entsprechend ist die Strahlungswärme von den inneren Bauteilen
aus eingeschränkt,
und ist hierdurch verhindert, dass die Innenluft des Fahrzeugs erwärmt wird.
-
Weiter
kann gemäß Darstellung
in 5, nachdem ein Fahrgast in das Fahrzeug eingestiegen ist
und die Aktivierung der Klimaanlage manuell startet, die Temperatur
im Inneren des Fahrzeugs schnell auf einen angenehmen Wert herabgesetzt
werden. Folglich kann der Verbrauch elektrischer Energie durch die
Fahrzeugklimaanlage insgesamt herabgesetzt werden.
-
Weiter
wird die Luft-Lüftungswand 9,
die die permeable Schicht 9a mit der dreidimensionalen Netzstruktur
aufweist, für
die inneren Bauteile des Fahrzeugs verwendet. Daher wird eine höhere Wärmeisolierungsleistung
mittels der Luft erreicht, die in der permeablen Schicht 9a gespeichert
ist. Weiter kann die Luft wirksam durch die Luft-Lüftungswände in den
Fahrgastraum vollständig
eingeblasen werden, und kann hierdurch eine angenehme Klimatisierung
erreicht werden.
-
(Weitere Ausführungsform)
-
Bei
der obigen Ausführungsform
schalten die Sonnenschutzvorhänge 1 das
Sonnenlicht aus, das in das Fahrzeuginnere einstrahlt, und gleichzeitig
beginnt die Ventilation der Luft. Andererseits besteht die Möglichkeit,
dass die Luftventilation nur durchgeführt wird, wenn die Temperatur
innerhalb des Fahrzeugs höher
als ein vorbestimmter Wert wird oder wenn die Menge des Sonnenlichts
größer als
ein vorbestimmter Wert wird oder wenn die Temperatur außerhalb des
Fahrzeugs höher
als ein vorbestimmter Wert wird. In diesem Fall ist es erwünscht, dass
die obige Menge des Sonnenlichts als Gesamtmenge des Sonnenlichts
festgestellt wird, seit das Fahrzeug geparkt worden ist.
-
Weiter
wird, wenn die Temperatur außerhalb des
Fahrzeugs einen Wert höher
als 20° erreicht
oder wenn die Menge des Sonnenlichts, das in das Fahrzeuginnere
einstrahlt, größer als
150 W/m2 wird, das Sonnenlicht mittels der
Sonnenschutzvorhänge 1 ausgeschaltet.
Andererseits kann das Sonnenlicht auf der Grundlage der mittels
eines globalen Positionierungssystems (GPS) oder einer Kalendereinrichtung
festgestellten Position der Sonne ausgeschaltet werden.
-
Weiter
werden sowohl die Gebläse 5a, 7a der
Gebläseeinheiten 5, 7 als
auch die Gebläse 2c, 3c der
Klimatisierungseinheiten 2, 3 betrieben, und wird
hierdurch die Luft innerhalb des Fahrzeugs umgewälzt. Jedoch kann die Luft auch
durch nur einen Satz der Gebläse
umgewälzt
werden. In diesem Zusammenhang wird, da die Gebläse 2c, 3c wirksamer sind,
gewünscht,
dass der Satz der Gebläse 2c, 3c zur
Umwälzung
der Luft betrieben wird.
-
Während das
Fahrzeug geparkt ist, kann die Klimaanlage manuell durch Schalten
beispielsweise eines Türknopfs
oder eines Zubehörschalters
manuell gestartet werden.
-
Weiter
werden die Sonnenschutzvorhänge 1 zum
Ausschalten des Sonnenlichts verwendet. Andererseits können die
Windschutzscheiben aus einem Dimmerglas hergestellt sein, dessen
Lichtdurchlässigkeit
durch Anlegen einer Spannung gesteuert werden kann. Verständlicherweise
können
sowohl die Sonnenschutzvorhänge 1 als
auch das Dimmerglas zum Ausschalten des Sonnenlichts verwendet werden.
-
Weiter
wird nur der Luftkanal 9a1 zwischen den verschweißten, nichtpermeablen
Bereichen 9a3, 9a4 als Luftdurchtritt verwendet.
Jedoch können
alle permeablen Schichten 9 als Luftdurchtritt verwendet werden.
-
Weiter
sind die Gebläseflächen 25 als
Flächen
definiert bzw. ausgebildet, durch die hindurch die Luft geblasen
wird. Jedoch können
die Gebläseflächen 25 als
Flächen
verwendet werden, durch die hindurch die Luft abgegeben oder angesaugt
wird.