DE112014002797B4

DE112014002797B4 - Klimaanlage für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE112014002797B4
Application number: DE112014002797.9T
Authority: DE
Inventors: Daisuke Sakakibara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2014-06-03
Publication date: 2018-01-18
Anticipated expiration: 2034-06-04
Also published as: DE112014002797T5; US9937768B2; JP2015000646A; CN105307880A; CN105307880B; US20160137022A1; WO2014199588A1; JP5949677B2

Abstract

Eine Klimaanlage für ein Fahrzeug weist Führungsplatten (100) auf, die einen Luftstrom auf einer stromabwärts gelegenen Seite eines Heiz-Wärmetauschers (9) leiten. Um einen ersten Pfad (K1) zu bilden, weisen die Führungsplatten (100) eine erste Führung (101) auf, die sich von einer stromabwärts gelegenen Wandoberfläche (90) des Heiz-Wärmetauschers (9) aus erstreckt und sich in einer Aufwärtsrichtung (U) krümmt. Um einen anderen Wärmetauscher als einen Kühl-Wärmetauscher (8) und den Heiz-Wärmetauscher (9) zu halten, weisen die Führungsplatten (100) des Weiteren eine zweite Führung (102) auf, die sich von einem oberen Endteilstück (9t1) des Heiz-Wärmetauscher (9) aus erstreckt und sich in einer Abwärtsrichtung (D) krümmt. Des Weiteren weisen die Führungsplatten (100) eine dritte Führung (103) auf, die sich von der ersten Führung (101) in Richtung zu einem Ende (102t1) der zweiten Führung (102) hin erstreckt. Infolgedessen kann ein Herumströmen von Luft, die aus einem Verdampfer heraus geströmt ist, zu der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche (90) des Heiz-Wärmetauschers (9) eingeschränkt werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, die mit einem Heiz-Wärmetauscher versehen ist, der im Inneren eines Gehäuses einer Klimaanlage installiert ist und kalte Luft von einem Verdampfer erwärmt. Spezieller bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, die eine unbeabsichtigte Erwärmung der kalten Luft durch eine stromabwärts gelegene Wandoberfläche des Heiz-Wärmetauschers einschränkt, wenn die kalte Luft unter Umgehen des Heiz-Wärmetauschers oberhalb des Heiz-Wärmetauschers strömt.
Stand der Technik
Die JP 2013-14 284 A beschreibt eine Klimaanlage für ein Fahrzeug. Die beschriebene Anlage lässt kalte Luft unter der Steuerung einer ersten Luftmischklappe und einer zweiten Luftmischklappe, die beide von gleitenden Klappen gebildet werden, von einem Verdampfer zu einer Seite eines Heiz-Wärmetauschers strömen.
Die kalte Luft von jeder Luftmischklappe wird in Luft, die durch einen Innenraum des Heiz-Wärmetauschers strömt, und Luft, die unter Umgehen des Heiz-Wärmetauschers oberhalb des Heiz-Wärmetauschers vorbeiströmt (in Richtung der Decke des Fahrzeugs), sowie Luft aufgespaltet, die unter Umgehen des Heiz-Wärmetauschers unterhalb des Heiz-Wärmetauschers vorbeiströmt (in Richtung des Bodens des Fahrzeugs). Die drei Arten von aufgespalteter Luft werden von einem Entfrosterauslass in Richtung zu einer Windschutzscheibe hin, einem Frontauslass in Richtung zu einem Gesicht eines Fahrzeuginsassen hin und einem Fußauslass in Richtung zu den Füßen des Fahrzeuginsassen hin in einen Fahrzeuginnenraum hinein geblasen.
Gemäß der Technik von JP 2013-14 284 A strömt Luft, die oberhalb des Heiz-Wärmetauschers (in Richtung der Decke des Fahrzeugs) vorbeiströmt, zu einer stromabwärts gelegenen Seite des Heiz-Wärmetauschers und wird in einigen Fällen durch eine stromabwärts gelegene Wandoberfläche des Heiz-Wärmetauschers erwärmt. Eine derartige Erwärmung kann möglicherweise eine Fluktuation einer Temperatur von Luft der Klimaanlage zur Folge haben, die in den Fahrzeuginnenraum hinein geblasen wird.
In der Klimaanlage für ein Fahrzeug von JP 2013-14 284 A , die eine Bi-Level-Struktur für Innenluft und Außenluft einsetzt, wird insbesondere ein Umgehungsdurchlass für kalte Luft in eine obere Richtung und eine untere Richtung aufgespaltet, wobei sich der Heiz-Wärmetauscher dazwischen befindet. Wenn demzufolge das Innere des Fahrzeuginnenraums von dem Frontauslass in einem maximalen Ausmaß gekühlt wird, das heißt während des sogenannten FRONT-Modus Max Cool, kann möglicherweise ein großes Volumen von Umgehungsluft, die oberhalb des Heiz-Wärmetauschers (in Richtung der Decke des Fahrzeugs) vorbeiströmt, in einen Zwischenraum auf einer stromabwärts gelegenen Oberflächenseite des Heiz-Wärmetauschers hinein strömen. Infolgedessen tauscht ein großes Luftvolumen, das in den Zwischenraum auf der stromabwärts gelegenen Oberflächenseite des Heiz-Wärmetauschers hinein geströmt ist, leicht Wärme mit der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche des Heiz-Wärmetauschers aus.
Dokument des Standes der Technik
Patentdokument

Patentdokument 1: JP 2013-14284 A

Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Klimaanlage für ein Fahrzeug bereitzustellen, die in der Lage ist einzuschränken, dass Luft, die aus einem Kühl-Wärmetauscher heraus geströmt ist, zu einer stromabwärts gelegenen Wandoberfläche eines Heiz-Wärmetauschers hin strömt.
Der in der JP 2013-14 284 A beschriebene Inhalt ist hiermit durch eine Bezugnahme als eine Beschreibung technischer Elemente, die hierin beschrieben sind, hierin aufgenommen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Klimaanlage für ein Fahrzeug einen Kühl-Wärmetauscher, der Innenluft, bei der es sich um Luft innerhalb eines Fahrzeuginnenraums handelt, und Außenluft kühlt, bei der es sich um Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums handelt, einen Heiz-Wärmetauscher, der in Richtung des Luftstroms stromabwärts des Kühl-Wärmetauschers angeordnet ist, eine Luftmischklappe, die zwischen dem Kühl-Wärmetauscher und dem Heiz-Wärmetauscher angeordnet ist und einen Grad der Erwärmung von kalter Luft in dem Heiz-Wärmetauscher einstellt, indem ein Strom der kalten Luft gesteuert wird, der durch den Kühl-Wärmetauscher geströmt ist, einen Auslass, aus dem Luft, die durch die Luftmischklappe hinsichtlich der Temperatur eingestellt wurde, in den Fahrzeuginnenraum hinaus geblasen wird, eine Wand zur Regulierung des Luftstroms, die in der Richtung des Luftstroms stromabwärts des Heiz-Wärmetauschers angeordnet ist und Luft, die aus dem Heiz-Wärmetauscher heraus geströmt ist, in den Auslass einleitet, einen ersten Pfad, entlang dessen die kalte Luft, die aus dem Kühl-Wärmetauscher heraus geströmt ist, gemäß der Steuerung des Luftstroms durch die Luftmischklappe zu dem Auslass gelangt, wobei sie durch einen Innenraum des Heiz-Wärmetauschers strömt, sowie einen zweiten Pfad, entlang dessen die kalte Luft, die aus dem Kühl-Wärmetauscher heraus geströmt ist, von oberhalb des Heiz-Wärmetauschers gemäß der Steuerung eines Luftstroms durch die Luftmischklappe zu dem Auslass gelangt, ohne durch den Innenraum des Heiz-Wärmetauschers zu strömen. Die Wand zur Regulierung des Luftstroms beinhaltet Führungsplatten, die einen Luftstrom auf einer stromabwärts gelegenen Seite des Heiz-Wärmetauschers leiten. Die Führungsplatten beinhalten eine erste Führung, die sich von einer stromabwärts gelegenen Wandoberfläche des Heiz-Wärmetauschers zu einer in der Richtung des Luftstroms stromabwärts gelegenen Seite erstreckt und sich so krümmt, dass sie sich in einer Aufwärtsrichtung erstreckt, um so Luft von dem Auslass zu leiten, indem ermöglicht wird, dass die Luft von der stromabwärts gelegenen Seite des Heiz-Wärmetauschers entlang des ersten Pfades in der Aufwärtsrichtung strömt, eine zweite Führung, die sich von einem oberen Endteilstück des Heiz-Wärmetauschers zu der in der Richtung des Luftstroms stromabwärts gelegenen Seite erstreckt und sich so krümmt, dass sie sich in einer Abwärtsrichtung erstreckt, sowie eine dritte Führung, die sich von der ersten Führung in Richtung zu einem Ende der zweiten Führung hin erstreckt. Ein Abstand zwischen einem Ende der ersten Führung und der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche des Heiz-Wärmetauschers ist größer als ein Abstand zwischen dem Ende der zweiten Führung und der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche des Heiz-Wärmetauschers.
Die Klimaanlage für ein Fahrzeug weist den ersten Pfad und den zweiten Pfad als einen Pfad auf, entlang dessen Luft strömt. Entlang des ersten Pfades wird ein Luftstrom aus kalter Luft, der aus dem Kühl-Wärmetauscher heraus geströmt ist, durch die Luftmischklappe so gesteuert, dass er durch das Innere des Heiz-Wärmetauschers strömt. Luft, die in dem Heiz-Wärmetauscher erwärmt wurde, gelangt zu dem Auslass, wobei sie von der stromabwärts gelegenen Seite des Heiz-Wärmetauschers in Aufwärtsrichtung strömt. Entlang des zweiten Pfades wird ein Luftstrom aus kalter Luft, der aus dem Kühl-Wärmetauscher heraus geströmt ist, durch die Luftmischklappe so gesteuert, dass er von oberhalb des Heiz-Wärmetauschers zu dem Auslass gelangt, ohne durch das Innere des Heiz-Wärmetauschers zu strömen (d. h. unter Umgehen des Heiz-Wärmetauschers).
Die Klimaanlage für ein Fahrzeug ist mit den Führungsplatten versehen, die einen Luftstrom auf der stromabwärts gelegenen Seite des Heiz-Wärmetauschers beeinflussen. Um den ersten Pfad zu bilden, weisen die Führungsplatten die erste Führung auf, die sich von der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche des Heiz-Wärmetauschers zu der stromabwärts gelegenen Seite hin erstreckt und sich in Aufwärtsrichtung krümmt. Demzufolge wird erwärmte Luft, die aus dem Inneren des Heiz-Wärmetauschers heraus geströmt ist, in den ersten Pfad eingeleitet.
Um einen weiteren Wärmetauscher zu halten, weisen die Führungsplatten des Weiteren die zweite Führung auf, die sich von dem oberen Endteilstück des Heiz-Wärmetauschers zu der stromabwärts gelegenen Seite erstreckt und sich in Abwärtsrichtung krümmt. Ein Ende der ersten Führung ist weiter entfernt von dem Heiz-Wärmetauscher angeordnet als ein Ende der zweiten Führung.
Demzufolge strömt Luft von einem Zwischenraum zwischen dem Ende der ersten Führung und dem Ende der zweiten Führung herein und es wird Kontakterwärmungsluft erzeugt, die bei Kontakt mit der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche des Heiz-Wärmetauschers erwärmt wird.
Um die Kontakterwärmungsluft einzuschränken, weisen die Führungsplatten die dritte Führung auf, die sich von der ersten Führung in Richtung zu dem Ende der zweiten Führung hin erstreckt. Infolgedessen wird die Erzeugung der Kontakterwärmungsluft eingeschränkt, und demzufolge kann eine Fluktuation einer Temperatur der Klimaanlagenluft eingeschränkt werden.
In der Klimaanlage für ein Fahrzeug der vorliegenden Offenbarung ist eine Abmessung von einem Ende der dritten Führung zu dem Ende der zweiten Führung als eine Abmessung A gegeben, und eine Abmessung von dem Ende der ersten Führung zu dem Ende der zweiten Führung ist als eine Abmessung B gegeben. Die Abmessung A kann in einem Bereich von 0,7 bis 1,3 Mal länger als die Abmessung B festgelegt werden.
Da die Abmessung A in einem Bereich von 0,7 bis 1,3 Mal länger als die Abmessung B festgelegt wird, können der erste Pfad und der zweite Pfad gebildet werden, während die Erzeugung der Kontakterwärmungsluft eingeschränkt wird.
In der Klimaanlage für ein Fahrzeug kann eine Relation der Abmessung A und der Abmessung B dahingehend, welche größer als welche ist, ausgedrückt werden als: B ≤ A. Die Abmessung A und die Abmessung B regulieren Abmessungen von Einlass- und Auslassöfnungen eines Luftstroms. Austretende Luft ist Luft, die entlang des ersten Pfades K1 vorbeiströmt. Eintretende Luft ist indessen Luft, die von einem Zwischenraum zwischen dem Ende der ersten Führung und dem Ende der zweiten Führung herein strömt. Die herein strömende Luft wird zu der Kontakterwärmungsluft, die bei Kontakt mit der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche des Heiz-Wärmetauschers erwärmt wird. Wenn die Abmessung A kleiner als die Abmessung B ist (A < B), wird ein Ventilationswiderstand gegen einen Luftstrom erzeugt, der entlang des ersten Pfades vorbeiströmt. Demzufolge wird ein Luftvolumen reduziert, und ein bevorzugtes Luftvolumenverhältnis kann nicht erhalten werden. Darüber hinaus kann ein Luftblasgeräusch lauter werden. Durch Festlegen der Relation der Abmessung A und der Abmessung B dahingehend, welche größer als welche ist, die auszudrücken ist als: B ≤ A, kann jedoch eine Reduktion des Luftvolumens und ein Luftblasgeräusch eingeschränkt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Klimaanlage für ein Fahrzeug einen Kühl-Wärmetauscher, der Innenluft, bei der es sich um Luft innerhalb eines Fahrzeuginnenraums handelt, und Außenluft kühlt, bei der es sich um Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums handelt, einen Heiz-Wärmetauscher, der in Richtung des Luftstroms stromabwärts des Kühl-Wärmetauschers angeordnet ist, eine Luftmischklappe, die zwischen dem Kühl-Wärmetauscher und dem Heiz-Wärmetauscher angeordnet ist und durch Steuern eines Stroms der kalten Luft, der durch den Kühl-Wärmetauscher geströmt ist, einen Grad der Erwärmung von kalter Luft in dem Heiz-Wärmetauscher einstellt, einen Auslass, aus dem Luft, deren Temperatur durch die Luftmischklappe eingestellt wurde, in den Fahrzeuginnenraum hinaus geblasen wird, eine Wand zur Regulierung des Luftstroms, die in der Richtung des Luftstroms stromabwärts des Heiz-Wärmetauschers angeordnet ist und Luft einleitet, die aus dem Heiz-Wärmetauscher heraus zu dem Auslass geströmt ist, einen ersten Pfad, entlang dessen die kalte Luft, die aus dem Kühl-Wärmetauscher heraus geströmt ist, gemäß der Steuerung des Luftstroms durch die Luftmischklappe zu dem Auslass gelangt, wobei sie durch einen Innenraum des Heiz-Wärmetauschers strömt, einen zweiten Pfad, entlang dessen die kalte Luft, die aus dem Kühl-Wärmetauscher heraus geströmt ist, gemäß der Steuerung eines Luftstroms durch die Luftmischklappe von oberhalb des Heiz-Wärmetauschers zu dem Auslass gelangt, ohne durch das Innere des Heiz-Wärmetauschers zu strömen, sowie einen die Richtung ändernden Abschnitt, der eine Strömungsrichtung der kalten Luft in dem zweiten Pfad von einer Richtung hin zu dem Heiz-Wärmetauscher in dem ersten Pfad zu einer Richtung zu dem Auslass hin ändert. Die Wand zur Regulierung des Luftstroms weist Führungsplatten auf, die einen Luftstrom auf eine stromabwärts gelegene Seite des Heiz-Wärmetauschers leiten. Die Führungsplatten beinhalten eine erste Führung, die sich von einer stromabwärts gelegenen Wandoberfläche des Heiz-Wärmetauschers zu einer in der Richtung des Luftstroms stromabwärts gelegenen Seite erstreckt und sich so krümmt, dass sie sich in einer Aufwärtsrichtung erstreckt, um so Luft zu dem Auslass zu leiten, indem ermöglicht wird, dass die Luft von der stromabwärts gelegenen Seite des Heiz-Wärmetauschers entlang des ersten Pfades in der Aufwärtsrichtung strömt, eine zweite Führung, die sich von einem oberen Endteilstück des Heiz-Wärmetauschers zu der in der Richtung des Luftstroms stromabwärts gelegenen Seite erstreckt und sich so krümmt, dass sie sich in einer Abwärtsrichtung erstreckt, sowie eine dritte Führung, die sich von der ersten Führung in Richtung zu einem Ende der zweiten Führung hin erstreckt. Ein Abstand zwischen einem Ende der ersten Führung und der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche des Heiz-Wärmetauschers ist größer als ein Abstand zwischen dem Ende der zweiten Führung und der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche des Heiz-Wärmetauschers. Der die Richtung ändernde Abschnitt wird von der ersten Führung und der dritten Führung gebildet und beinhaltet einen Zwischenraum, der durch die erste Führung und die dritte Führung definiert ist. Der die Richtung ändernde Abschnitt ändert die Strömungsrichtung der kalten Luft, die in den Zwischenraum hinein geströmt ist, von dem zweiten Pfad entlang der zweiten Führung in Richtung zu dem Auslass hin.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1A ist ein schematisches Diagramm einer Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
1B ist ein schematisches Diagramm eines elektrischen Steuerabschnitts der Klimaanlage für ein Fahrzeug der ersten Ausführungsform;
2 ist eine Schnittansicht, die ein Teilstück einer Klimaanlageneinheit der Klimaanlage für ein Fahrzeug der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Innenbereich eines Fahrzeuginnenraums zeigt, der mit der Klimaanlage für ein Fahrzeug der ersten Ausführungsform ausgestattet ist;
4 ist eine schematische Schnittansicht, die Luftströme in der Klimaanlageneinheit der ersten Ausführungsform zeigt;
5 ist eine Schnittansicht, die ein Teilstück der Klimaanlageneinheit der ersten Ausführungsform zeigt;
6 ist eine schematische Ansicht, die ein Teilstück einer Klimaanlageneinheit einer Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
7 ist eine schematische Ansicht, die ein Teilstück einer Klimaanlageneinheit einer Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Ausführungsformen für eine Nutzung der Erfindung
Im Folgenden werden mehrere Ausführungsformen für eine Realisierung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben. In den jeweiligen Ausführungsformen kann ein Teilstück, das einem Gegenstand entspricht, der in einer vorhergehenden Ausführungsform beschrieben wurde, dem gleichen Bezugszeichen zugeordnet sein, und eine redundante Erläuterung für das Teilstück kann weggelassen werden. Wenn in einer Ausführungsform lediglich ein Teilstück einer Konfiguration beschrieben ist, kann eine andere vorhergehende Ausführungsform auf die anderen Teilstücke der Konfiguration angewendet werden.
Die Teilstücke können auch dann kombiniert werden, wenn nicht explizit beschrieben ist, dass die Teilstücke kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können auch dann teilweise kombiniert werden, wenn nicht explizit beschrieben ist, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, vorausgesetzt, bei der Kombination tritt kein Nachteil auf.
Erste Ausführungsform
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Verwendung von 1A bis 5 detailliert beschrieben. 1A zeigt schematisch eine Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 2 zeigt ein Teilstück einer Klimaanlageneinheit der Klimaanlage für ein Fahrzeug der ersten Ausführungsform. In 2 bezeichnen Pfeile, die nach oben, nach unten, nach vorne und nach hinten zeigen, eine Aufwärtsrichtung U (Richtung Decke des Fahrzeugs), eine Abwärtsrichtung D (Richtung Boden des Fahrzeugs), eine Vorwärtsrichtung F (Richtung einer Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs) beziehungsweise eine Rückwärtsrichtung B (Richtung einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs), wenn ein Fahrzeug mit der Klimaanlageneinheit ausgestattet ist. Die erste Ausführungsform beschreibt die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug, die eine Bi-Level-Struktur für Innenluft und Außenluft einsetzt, durch die Innenluft und Außenluft durch separate Luftdurchlässe befördert werden kann.
Bezugnehmend auf 1A sind ein Einlass 3 für Außenluft und ein Einlass 4 für Innenluft an einer Einlassöffnung eines Gehäuses 2 einer Klimaanlage angeordnet, das die Klimaanlageneinheit bildet. Die Innenluft oder die Außenluft wird durch eine Klappe 6 zum Umschalten zwischen Innenluft und Außenluft ausgewählt, die um eine Achse 5 herum zwischen einer Position, die durch eine durchgezogene Linie markiert ist, und einer Position schwenkt, die durch eine gestrichelte Linie markiert ist.
Die ausgewählte Luft wird durch ein Klimaanlagen-Gebläse 7 in das Gehäuse 2 der Klimaanlage eingeleitet, und eine Temperatur wird durch einen Kühl-Wärmetauscher 8, der von einem Verdampfer gebildet wird, einen Heiz-Wärmetauscher 9 sowie eine erste Luftmischklappe 10a und eine zweite Luftmischklappe 10b (kollektiv als Luftmischklappen 10 bezeichnet) gesteuert.
2 zeigt Führungsnuten 10a1 und 10b1, die an dem Gehäuse der Klimaanlage angeordnet sind. Die erste Luftmischklappe 10a und die zweite Luftmischklappe 10b gleiten in den Führungsnuten 10a1 beziehungsweise 10b1. Die klimatisierte Luft der Klimaanlage wird in einen Fahrzeuginnenraum hinein befördert.
Der Luft, die durch das Klimaanlagen-Gebläse 7 von dem Einlass 3 für Außenluft in das Gehäuse 2 der Klimaanlage hinein gesaugt wird, wird Feuchtigkeit entzogen, während sie durch den Kühl-Wärmetauscher 8 strömt, indem sie durch einen Durchlass 26 für Außenluft strömt. Nach einer Steuerung der Temperatur durch den Heiz-Wärmetauscher 9 und die Luftmischklappen 10 wird die Luft der Klimaanlage aus einem Entfrosterauslass (auch als DEF bezeichnet) 47 und einem Frontauslass (auch als FRONT bezeichnet) 48 hinaus befördert. Somit sind Antibeschlag-Eigenschaften sichergestellt.
Im Folgenden wird eine detailliertere Beschreibung angegeben. Ein Ventilationssystem der Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug wird grob in zwei Teilstücke unterteilt, und zwar ein Gehäuse 21 des Klimaanlagen-Gebläses und das Gehäuse 2 der Klimaanlage. Das Gehäuse 21 des Klimaanlagen-Gebläses ist unter einem Armaturenbrett in dem Fahrzeuginnenraum angeordnet und von einer Mitte zum Sitzplatz eines Beifahrers hin versetzt. Im Gegensatz dazu ist das Gehäuse 2 der Klimaanlage unter dem Armaturenbrett in dem Fahrzeuginnenraum im Wesentlichen in der Mitte einer Rechts-Links-Richtung des Fahrzeugs angeordnet.
Das Gehäuse 21 des Klimaanlagen-Gebläses weist einen Umschaltkasten 22 für Innenluft und Außenluft sowie das Klimaanlagen-Gebläse 7 auf, das Luft heraus bläst, indem es Luft durch den Umschaltkasten 22 für Innenluft und Außenluft einsaugt. Der Umschaltkasten 22 für Innenluft und Außenluft ist mit dem Einlass 3 für Außenluft, von dem Außenluft (Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums) einzuleiten ist, und dem Einlass 4 für Innenluft versehen, von dem Innenluft (Luft innerhalb des Fahrzeuginnenraums) einzuleiten ist. Sowohl der Einlass 3 als auch der Einlass 4 werden durch die Klappe 6 zum Umschalten zwischen Innenluft und Außenluft geöffnet und geschlossen. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Klappe 6 zum Umschalten zwischen Innenluft und Außenluft durch einen elektrischen Antrieb angetrieben.
Das Klimaanlagen-Gebläse 7 beinhaltet ein Radialgebläse, einen Antriebsmotor sowie ein Spiralgehäuse. Das Klimaanlagen-Gebläse 7 ist in einer derartigen Weise konfiguriert, dass das Gebläse im Inneren des Spiralgehäuses rotiert. Das Gehäuse 21 des Klimaanlagen-Gebläses ist in einer derartigen Weise konfiguriert, dass drei Modi von einem zum anderen umgeschaltet werden können, und bei den drei Modi handelt es sich um einen Außenluft-Modus, in dem Außenluft befördert wird, einen Innenluft-Modus, in dem Innenluft befördert wird, sowie einen Bi-Level-Modus für Innenluft und Außenluft, in dem Außenluft und Innenluft separat befördert werden.
In dem Gehäuse 2 der Klimaanlage sind der Kühl-Wärmetauscher 8, der von einem Verdampfer gebildet wird, sowie der Heiz-Wärmetauscher 9 untergebracht, der von einem Heizerkern gebildet wird, in dessen Inneren ein Motorkühlmittel strömt. Das Gehäuse 2 der Klimaanlage ist ein gegossener Gegenstand aus Harz, wie beispielsweise Polypropylen, das eine akzeptable Elastizität und eine ausgezeichnete Festigkeit aufweist.
Im Einzelnen beinhaltet das Gehäuse 2 der Klimaanlage mehrere Gehäuse für ein Aufspalten. Nachdem die Wärmetauscher 8 und 9 sowie nachstehend beschriebene Einrichtungen, wie beispielsweise Klappen, die einen Luftstrom steuern, in den mehreren Gehäusen für ein Aufspalten aufgenommen sind, werden die mehreren Gehäuse für ein Aufspalten verbunden, um eine einzelne Einheit zu bilden, wobei ein Befestigungsverfahren verwendet wird, wie beispielsweise Schrauben.
Das Gehäuse 2 der Klimaanlage ist auf einer seitlichen Oberfläche in einem Bereich auf einer Vorderseite des Fahrzeugs mit zwei Lufteinlassöffnungen 23 und 24 versehen. Die zwei Lufteinlassöffnungen 23 und 24 entsprechen zwei Aufspalt-Schneckengehäusen des Gehäuses 21 des Klimaanlagen-Gebläses. In dem Außenluft-Modus strömt Außenluft in beide der zwei Lufteinlassöffnungen 23 und 24 hinein. In dem Innenluft-Modus strömt Innenluft in beide der zwei Lufteinlassöffnungen 23 und 24 hinein.
In dem Bi-Level-Modus für Innenluft und Außenluft strömt Außenluft von einem Spiralgehäuse in die erste Lufteinlassöffnung 23 hinein, die eine der zwei Lufteinlassöffnungen 23 und 24 ist, und Innenluft strömt von dem anderen Spiralgehäuse in die zweite Lufteinlassöffnung 24 hinein, welche die andere der zwei Lufteinlassöffnungen 23 und 24 ist.
Im Inneren des Gehäuses 2 der Klimaanlage ist eine Trennplatte 25 angeordnet. Die Trennplatte 25 spaltet einen Luftdurchlass im Inneren des Gehäuses 2 der Klimaanlage in den Durchlass 26 für Außenluft, damit Luft strömt, die von der ersten Lufteinlassöffnung 23 nach innen geströmt ist, und einen Durchlass 27 für Innenluft auf, damit Luft strömt, die von der zweiten Lufteinlassöffnung 24 nach innen geströmt ist. Wie in 2 gezeigt ist, weist die Trennplatte 25 faktisch ein Teilstück 25a, das in Richtung des Luftstroms stromaufwärts des Kühl-Wärmetauschers 8 positioniert ist, ein Teilstück 25b, das in der Richtung des Luftstroms stromaufwärts des Heiz-Wärmetauschers 9 positioniert ist, sowie ein Teilstück 25c auf, das in der Richtung des Luftstroms stromabwärts des Heiz-Wärmetauschers 9 positioniert ist.
In dem Bi-Level-Modus für Innenluft und Außenluft strömt demzufolge Außenluft in dem Durchlass 26 für Außenluft und Innenluft strömt in dem Durchlass 27 für Innenluft. Die Trennplatte 25 ist so vorgesehen, dass sie sich in der Rechts-Links-Richtung des Fahrzeugs vollständig im Inneren des Gehäuses 2 der Klimaanlage erstreckt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Trennplatte 25 integral mit dem Gehäuse 2 der Klimaanlage bereitgestellt.
Der Durchlass 26 für Außenluft ist ein Durchlass oberhalb der Trennplatte 25, und der Durchlass 27 für Innenluft ist ein Durchlass unterhalb der Trennplatte 25. Kurz gesagt, der Durchlass 27 für Innenluft ist unterhalb des Durchlasses 26 für Außenluft angeordnet.
Der Kühl-Wärmetauscher 8 ist im Inneren des Gehäuses 2 der Klimaanlage in einem Bereich unmittelbar nach den Lufteinlassöffnungen 23 und 24 angeordnet. Der Kühl-Wärmetauscher 8 ist im Inneren des Gehäuses 2 der Klimaanlage vollständig von oben bis unten und im Wesentlichen parallel zu einer Richtung von oben nach unten (vertikale Richtung) des Fahrzeugs angeordnet. Eine Abmessung in der Breite des Kühl-Wärmetauschers 8 in der Rechts-Links-Richtung des Fahrzeugs (Abmessung in die Tiefe auf der Oberfläche des Blatts von 2) ist so ausgelegt, dass sie im Wesentlichen gleich einer Abmessung in der Breite des Gehäuses 2 der Klimaanlage ist.
Der Kühl-Wärmetauscher 8 weist einen Wärme austauschenden Kernabschnitt auf, der Luft der Klimaanlage kühlt, indem er latente Verdunstungswärme eines Kältemittels in einen Kühlzyklus aus der Klimaanlagenluft absorbiert. Der Wärme austauschende Kernabschnitt beinhaltet flache Rohre, in deren Inneren das Kältemittel durchströmt, sowie gewellte Rippen, die an die flachen Rohre gebondet sind.
Der Wärme austauschende Kernabschnitt des Kühl-Wärmetauschers 8 ist so angeordnet, dass er ein Durchgangsloch 25h durchdringt, das an einem Teilstück der Trennplatte 25 (25a und 25b) angeordnet ist. Ein oberes Teilstück ist in dem Durchlass 26 für Außenluft positioniert, und ein unteres Teilstück ist in dem Durchlass 27 für Innenluft positioniert. In dem Kühl-Wärmetauscher 8 kühlt demzufolge das obere Teilstück des Wärme austauschenden Kernabschnitts Luft, die in dem Durchlass 26 für Außenluft strömt (durch einen Pfeil Y11 bezeichnet), und das untere Teilstück des Wärme austauschenden Kernabschnitts kühlt Luft, die in dem Durchlass für Innenluft strömt (durch einen Pfeil Y12 bezeichnet).
Eine Struktur eines Umfangsabschnitts der Wärmetauscher, die in 1A schematisch gezeigt sind, wird unter Verwendung von 2 im Detail beschrieben. Ein Heizerkern, der den Heiz-Wärmetauscher 9 bildet, ist in der Richtung des Luftstroms in einem vorgegebenen Abstand stromabwärts (Fahrzeugrückseite) des Kühl-Wärmetauschers 8 angeordnet. Der Heiz-Wärmetauscher 9 ist im Inneren des Gehäuses 2 der Klimaanlage auf einer unteren Seite mit einer geringfügigen Neigung in Bezug auf die Richtung von oben nach unten des Fahrzeugs angeordnet. Eine Abmessung in der Breite des Heiz-Wärmetauschers 9 in der Rechts-Links-Richtung des Fahrzeugs ist so ausgelegt, dass sie im Wesentlichen gleich einer Abmessung in der Breite des Gehäuses 2 der Klimaanlage ist.
Der Heiz-Wärmetauscher 9 ist ein Wärmetauscher, der kalte Luft erwärmt, die durch den Kühl-Wärmetauscher 8 geströmt ist, und weist einen Wärme austauschenden Kernabschnitt auf, der mehrere Rohre (flache Rohre), in deren Inneren ein Kühlmittel für einen heißen Motor (Wärme austauschendes Medium) durchströmt, sowie gewellte Rippen auf, die an die Rohre gebondet sind.
Der Heiz-Wärmetauscher 9 weist außerdem einen oberen Behälter, der oberhalb des Wärme austauschenden Kernabschnitts angeordnet ist, sowie einen unteren Behälter, der unterhalb des Wärme austauschenden Kernabschnitts angeordnet ist, als Behälter auf aus denen das Motorkühlmittel an die mehreren Rohre verteilt wird und in die das Motorkühlmittel von den mehreren Rohren gesammelt wird. Die Behälter sind jedoch in 2 nicht gezeigt, da der Heiz-Wärmetauscher 9 schematisch als ein Ganzes gezeigt ist.
Der Wärme austauschende Kernabschnitt des Heiz-Wärmetauschers 9 ist so angeordnet, dass er ein Durchgangsloch durchdringt, das an der Trennplatte 25 angeordnet ist, und ein oberes Teilstück ist in dem Durchlass 26 für Außenluft positioniert, und ein unteres Teilstück ist in dem Durchlass 27 für Innenluft positioniert. Damit der Heiz-Wärmetauscher 9 in der vorstehenden Weise angeordnet ist, krümmt sich das Teilstück 25b der Trennplatte 25 nach unten zwischen den Kühl-Wärmetauscher 8 und den Heiz-Wärmetauscher 9. Infolgedessen erwärmt das obere Teilstück des Wärme austauschenden Kernabschnitts Luft, die in dem Durchlass 26 für Außenluft strömt, und das untere Teilstück des Wärme austauschenden Kernabschnitts erwärmt Luft, die in dem Durchlass 27 für Innenluft strömt.
Wie in 1A gezeigt ist, sind die erste und die zweite Luftmischklappe 10 (10a und 10b), die einen Temperatureinstellabschnitt bilden, im Inneren des Gehäuses 2 der Klimaanlage in einem Bereich zwischen dem Heiz-Wärmetauscher 9 und dem Kühl-Wärmetauscher 8 angeordnet.
Die erste Luftmischklappe 10a steuert die heiße Luft, die durch das obere Teilstück des Wärme austauschenden Kernabschnitts des Heiz-Wärmetauschers 9 erwärmt wird, sowie Umgehungsluft, die oberhalb des Heiz-Wärmetauschers 9 geleitet wird. Das heißt, die erste Luftmischklappe 10a stellt ein Luftvolumenverhältnis zwischen Luft, die den Heiz-Wärmetauscher 9 mittels Durchströmen eines ersten Umgehungs-Durchlasses 31 für kalte Luft umgeht, und Luft ein, die durch das Innere des Heiz-Wärmetauschers 9 strömt. Heiße Luft von dem oberen Teilstück des Wärme austauschenden Kernabschnitts des Heiz-Wärmetauschers 9 und kalte Luft von dem ersten Umgehungs-Durchlass 31 für kalte Luft werden in einem ersten Luftmischabschnitt 33 gemischt und werden zu Luft mit einer gewünschten Temperatur.
Die zweite Luftmischklappe 10b stellt ein Luftvolumenverhältnis zwischen heißer Luft, die durch das untere Teilstück des Wärme austauschenden Kernabschnitts des Heiz-Wärmetauschers 9 erwärmt wird, und kalter Luft ein, die den Heiz-Wärmetauscher 9 mittels Durchströmen eines zweiten Umgehungs-Durchlasses 32 für kalte Luft umgeht. Heiße Luft von dem unteren Teilstück des Wärme austauschenden Kernabschnitts des Heiz-Wärmetauschers 9 und kalte Luft von dem zweiten Umgehungs-Durchlass 32 für kalte Luft werden in einem zweiten Luftmischabschnitt 34 gemischt und werden zu Luft mit einer gewünschten Temperatur.
Die erste und die zweite Luftmischklappe 10 werden aus einer gleitenden Klappe gebildet, die sich durch Gleiten bewegt. Wenngleich es in der Zeichnung nicht gezeigt ist, beinhaltet jede von der ersten und der zweiten Luftmischklappe einen plattenartigen Klappenhauptkörperabschnitt und einen Rahmen, die zu einer Einheit kombiniert sind.
Der Rahmen der ersten Luftmischklappe 10a greift in ein Ritzel ein (nicht gezeigt), das an einer ersten Welle angeordnet ist, und die erste Welle wird durch einen elektrischen Antrieb (nicht gezeigt) zur Rotation angetrieben. Dementsprechend wird eine Rotationsbewegung der ersten Welle in eine gleitende Bewegung der ersten Luftmischklappe 10a umgewandelt, und es wird eine Gleitposition der ersten Luftmischklappe 10a eingestellt.
In ähnlicher Weise greift der Rahmen der zweiten Luftmischklappe 10b in ein Ritzel ein (nicht gezeigt), das an einer zweiten Welle angeordnet ist, und die zweite Welle wird durch einen elektrischen Antrieb (nicht gezeigt) zur Rotation angetrieben. Dementsprechend wird eine Rotationsbewegung der zweiten Welle in eine gleitende Bewegung der zweiten Luftmischklappe 10b umgewandelt, und es wird eine Gleitposition der zweiten Luftmischklappe 10b eingestellt.
Die erste und die zweite Welle erstrecken sich in der Rechts-Links-Richtung des Fahrzeugs und sind auf seitlichen Oberflächen des Gehäuses 2 der Klimaanlage in einer drehbaren Weise gelagert. Ein Ende der ersten und der zweiten Welle durchdringt jeweils eine Seitenwand des Gehäuses 2 der Klimaanlage und ist jeweils mit dem elektrischen Antrieb (nicht gezeigt) auf der Außenseite des Gehäuses 2 der Klimaanlage gekoppelt.
Beide Enden der ersten Luftmischklappe 10a in der Richtung der Breite sind in die ersten Führungsnuten 10a1 (2) eingesetzt, die auf den seitlichen Oberflächen des Gehäuses 2 der Klimaanlage angeordnet sind. In ähnlicher Weise sind beide Enden der zweiten Luftmischklappe 10b in der Richtung der Breite in die zweiten Führungsnuten 10b1 eingesetzt, die an den seitlichen Oberflächen des Gehäuses 2 der Klimaanlage angeordnet sind.
Jede der ersten und der zweiten Führungsnuten 10a1 und 10b1 ist durch ein Paar gegenüberliegender Wände bereitgestellt, die von den seitlichen Oberflächen des Gehäuses 2 der Klimaanlage zu einer Innenseite des Gehäuses 2 der Klimaanlage hin vorragen. Die ersten Führungsnuten 10a1 erstrecken sich im Wesentlichen in der Richtung von oben nach unten und im Wesentlichen parallel zu einer Lufteinströmoberfläche des Heiz-Wärmetauschers 9. Die ersten Führungsnuten 10a1 führen eine Betriebsrichtung (Richtung einer gleitenden Bewegung) der ersten Luftmischklappe 10a im Wesentlichen parallel zu der Lufteinströmoberfläche des Heiz-Wärmetauschers 9 und im Wesentlichen in der Richtung von oben nach unten.
Die zweiten Führungsnuten 10b1 erstrecken sich so, dass sie sich im Vergleich zu den ersten Führungsnuten 10a1 in eine Richtung nahe einer horizontalen Richtung neigen. Die zweiten Führungsnuten 10b1 führen eine Betriebsrichtung (Richtung einer gleitenden Bewegung) der zweiten Luftmischklappe 10b in eine Richtung, die im Vergleich zu der Betriebsrichtung (Richtung der gleitenden Bewegung) der ersten Luftmischklappe 10a auf die horizontale Seite gelegt ist.
Eine Entfrosteröffnung 41 öffnet sich in einem Bereich benachbart zu dem ersten Luftmischabschnitt 33 in einer oberen Oberfläche des Gehäuses 2 der Klimaanlage. Die Entfrosteröffnung 41 ist eine Öffnung, um klimatisierte Luft der Klimaanlage von dem ersten Luftmischabschnitt 33 herein zu lassen, und sie ist über einen nicht dargestellten Entfrosterkanal mit dem Entfrosterauslass 47 verbunden. Luft wird von dem Entfrosterauslass 47 in Richtung zu einer inneren Oberfläche einer Windschutzscheibe (Glasfenster) 46 an der Vorderseite des Fahrzeugs hin hinausgeblasen.
Eine Frontöffnung 42 öffnet sich in der oberen Oberfläche des Gehäuses 2 der Klimaanlage in einem Bereich mehr auf der Fahrzeugrückseite (näher bei dem Fahrzeuginsassen) als die Entfrosteröffnung 41. Die Frontöffnung 42 ist eine Öffnung, um klimatisierte Luft der Klimaanlage von dem ersten Luftmischabschnitt 33 herein zu lassen.
Die Frontöffnung 42 ist über einen nicht dargestellten Kanal im Frontraum mit dem Frontauslass (auch mit FRONT bezeichnet) 48 verbunden, der auf der Oberseite des Armaturenbretts angeordnet ist. Aus dem Frontauslass 48 wird Luft in Richtung zu dem Gesicht eines Fahrzeuginsassen hin heraus geblasen, der auf dem vorderen Sitz in dem Fahrzeuginnenraum sitzt. Die Entfrosteröffnung 41 und die Frontöffnung 42 werden durch nicht dargestellte Klappen (Öffnungsklappen) geöffnet und geschlossen.
Eine Fußöffnung 43 öffnet sich in einem hinteren Fahrzeugabschnitt des Gehäuses 2 der Klimaanlage in einem Bereich benachbart zu dem zweiten Luftmischabschnitt 34. Die Fußöffnung 43 ist eine Öffnung, um klimatisierte Luft der Klimaanlage von dem zweiten Luftmischabschnitt 34 hereinzulassen, und öffnet sich in den beiden seitlichen Oberflächen in dem Gehäuse 2 der Klimaanlage auf der rechten und der linken Seite.
Nicht dargestellte Klappen im Fußraum, welche die jeweiligen Fußöffnungen 43 öffnen und schließen, sind in dem hinteren Fahrzeugabschnitt des Gehäuses 2 der Klimaanlage angeordnet. Die Klappen im Fußraum werden durch eine Rotationswelle geschwenkt, die in der Rechts-Links-Richtung des Fahrzeugs angeordnet ist. Die Klappen im Fußraum sind mit einem nicht dargestellten elektrischen Antrieb gekoppelt und werden durch einen Antriebsmechanismus so betrieben, dass sie rotieren. Die Trennplatte 25 erstreckt sich auch zu der Fahrzeugrückseite des Heiz-Wärmetauschers 9 und spielt daher auch eine Rolle dahingehend, den ersten und den zweiten Luftmischabschnitt 33 und 34 zusammen mit einer nicht dargestellten Klappe zu separieren.
3 zeigt einen Innenbereich des Fahrzeuginnenraums, der mit der Klimaanlage für ein Fahrzeug der ersten Ausführungsform ausgestattet ist. Wie in 1A und 3 gezeigt ist, wird Luft von der Entfrosteröffnung 41 über den Entfrosterauslass 47 in Richtung zu der Windschutzscheibe 46 des Fahrzeugs hin heraus geblasen.
Luft von der Frontöffnung 42 wird über seitliche Frontauslässe (auch mit SD.FRONT bezeichnet) 48a und 48b und mittlere Frontauslässe (auch mit CT.FRONT bezeichnet) 48c und 48d zu dem Gesicht des Fahrzeuginsassen hin heraus geblasen.
Wie in 3 gezeigt ist, sind die seitlichen Frontauslässe 48a und 48b an beiden Enden auf der rechten und der linken Seite des Fahrzeugs angeordnet. Die mittleren Frontauslässe 48c und 48d sind in einem Paar in der Mitte des Armaturenbretts angeordnet. Die seitlichen Frontauslässe 48a und 48b und die mittleren Frontauslässe 48c und 48d werden kollektiv einfach auch als die Frontauslässe 48 bezeichnet.
4 beschreibt Luftströme im Inneren des in 2 gezeigten Gehäuses 2 der Klimaanlage. Unter Verwendung von 1A bis 4 werden Luftströme in dem Fahrzeuginnenraum in der ersten Ausführungsform beschrieben. Luft von dem Entfrosterauslass 47 (3) und Luft von den Frontauslässen 48 strömen in einen oberen Teil des Fahrzeuginnenraums.
Da die Bi-Level-Struktur für Innenluft und Außenluft eingesetzt wird, beinhaltet die Luft ein großes Volumen an Außenluft, bei der es sich um Frischluft handelt. Die Luft, die ein großes Volumen an Außenluft beinhaltet, wird von den mittleren Frontauslässen 48c und 48d und den seitlichen Frontauslässen 48a und 48b in Richtung zu dem Gesicht eines Fahrers hin geblasen.
Alternativ kann eine Auslassrichtung schwenken, wie durch einen Pfeil Y32 in 3 gezeigt. Luft, die aus der Fußöffnung 43 heraus geströmt ist, wird aus Auslässen im Fußraum (auch mit FUSS bezeichnet) 50 (3) heraus geblasen und zirkuliert in einem unteren Teil des Fahrzeuginnenraums. Die Luft, die in dem unteren Teil nahe den Füßen zirkuliert, beinhaltet eine große Menge an Innenluft, bei der es sich um warme Luft handelt.
Das heißt, Frischluft mit einer geringen Luftfeuchtigkeit, die von dem Einlass 3 für Außenluft (1A) eingesaugt wird, wird von dem Entfrosterauslass 47 herausgeblasen, nachdem sie durch den Kühl-Wärmetauscher 8 und den Heiz-Wärmetauscher 9 im Inneren des Gehäuses 2 der Klimaanlage geströmt ist. Somit wird ein Beschlagen auf der Windschutzscheibe 46 verhindert. Außerdem wird einem oberen Teil des Fahrzeuginnenraums Frischluft zugeführt, während warme Luft von den Auslässen 50 im Fußraum in Richtung zu den Füßen hin heraus geblasen wird, indem Innenluft von dem Einlass 4 für Innenluft eingeleitet wird.
Nunmehr wird ein elektrischer Steuerabschnitt der Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug in Kürze beschrieben. Die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug wird durch eine Klimaanlagen-Steuereinrichtung 51 von 1B automatisch gesteuert. Die Klimaanlagen-Steuereinrichtung 51 ist eine sogenannte ECU und beinhaltet einen Mikrocomputer und so weiter und steuert die jeweiligen Klimaanlagen, die in dem Gehäuse 21 des Klimaanlagen-Gebläses und dem Gehäuse 2 der Klimaanlage installiert sind, gemäß vorab festgelegten Programmen. Der Klimaanlagen-Steuereinrichtung 51 wird Leistung von einer Batterie in dem Fahrzeug (nicht gezeigt) zugeführt, wenn ein Zündungsschalter (nicht gezeigt) eines Motors, mit dem das Fahrzeug ausgestattet ist, auf EIN geschaltet wird.
Die Klimaanlagen-Steuereinrichtung 51 empfängt Eingaben von Sensorsignalen von einer Sensorgruppe 53 sowie Betriebssignale von einem Klimaanlagen-Bedienfeld 52, das an dem Armaturenbrett an der Vorderseite des Fahrzeuginnenraums angeordnet ist. Die Sensorgruppe 53 beinhaltet einen Sensor für die Temperatur der Außenluft, der eine Temperatur außerhalb des Fahrzeuginnenraums (Temperatur der Außenluft) Tam detektiert, sowie einen Sensor für die Temperatur der Innenluft, der eine Temperatur innerhalb des Fahrzeuginnenraums (Temperatur der Innenluft) Tr detektiert. Die Sensorgruppe 53 beinhaltet außerdem einen Sensor für Solarstrahlung, der ein Maß an Sonnenstrahlung Ts in den Fahrzeuginnenraum hinein detektiert, einen Sensor für die Temperatur des Kühl-Wärmetauschers, der eine Lufttemperatur TE am Auslass des Kühl-Wärmetauschers 8 detektiert, einen Sensor für die Wassertemperatur, der eine Heißwasser-Temperatur Tw an dem Heiz-Wärmetauscher 9 detektiert, und so weiter.
Wenngleich es in der Zeichnung nicht gezeigt ist, ist das Bedienfeld 52 mit einen Schalter zum Einstellen einer Temperatur, um eine vorab festgelegte Temperatur (Tset) einzustellen, einem Schalter zum Einstellen eines Auslass-Modus, einem Schalter zum Einstellen eines Modus für Innenluft und Außenluft, einem Schalter zum Einstellen eines Klimaanlagen-Modus und so weiter versehen.
Antriebseinrichtungen der jeweiligen Klimaanlagen, die von der Klimaanlagen-Steuereinrichtung 51 gesteuert werden, beinhalten einen Antriebsmotor für die Klappe 6 zum Umschalten zwischen Innenluft und Außenluft, einen Antriebsmotor für das Klimaanlagen-Gebläse 7, Antriebsmotoren für Antriebsmechanismen für verschiedene Klappen einschließlich der ersten und der zweiten Luftmischklappe 10 und von nicht dargestellten Klappen, wie beispielsweise der Klappe im Kopfraum und den Klappen im Fußraum, und so weiter.
Nunmehr wird eine Betriebsweise bei der vorliegenden Ausführungsform durch die vorstehende Konfiguration beschrieben. In der Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug der vorliegenden Ausführungsform führt die Klimaanlagen-Steuereinrichtung 51 bei Eingabe eines Betriebssignals der Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug von dem Bedienfeld 52 ein in einem Speicher-Schaltkreis vorab gespeichertes Klimaanlagen-Steuerprogramm aus, während das Fahrzeug in Betrieb ist.
Wenn das Klimaanlagen-Steuerprogramm ausgeführt wird, werden Detektionssignale, die von der Sensorgruppe 53 detektiert werden, und Betriebssignale des Bedienfeldes 52 eingelesen, und es wird eine bekannte Soll-Lufttemperatur am Auslass (TAO) von Auslassluft in den Fahrzeuginnenraum hinein auf der Basis der eingelesenen Signale berechnet.
Des Weiteren ermittelt die Klimaanlagen-Steuereinrichtung 51 Steuerzustände des Antriebsmotors für das Gebläse, der das Klimaanlagen-Gebläse 7 antreibt, der verschiedenen elektrischen Antriebe in dem Gehäuse 2 der Klimaanlage und so weiter gemäß der Soll-Lufttemperatur am Auslass (TAO) und gibt Steuersignale an die verschiedenen Antriebe ab, um so die ermittelten Steuerzustände zu erhalten. Darauffolgend wiederholt die Klimaanlagen-Steuereinrichtung 51 erneut eine Routine: Lesen der Detektionssignale und der Betriebssignale → Berechnen der Soll-Lufttemperatur am Auslass (TAO) → Ermitteln neuer Steuerzustände → Abgeben von Steuersignalen.
Ein Steuerzustand des Antriebsmotors für das Klimaanlagen-Gebläse 7 wird zum Beispiel gemäß der Soll-Lufttemperatur am Auslass (TAO) unter Bezugnahme auf ein Steuerkennfeld ermittelt, das in dem Speicher-Schaltkreis vorab gespeichert wurde. Im Einzelnen wird ein Volumen an ausgeblasener Luft so gesteuert, dass es nahe eines maximalen Volumens liegt, indem angenommen wird, dass eine Steuerspannung, die in einem Bereich extrem niedriger Temperaturen (maximaler Kühlbereich) und einem Bereich extrem hoher Temperaturen (maximaler Heizbereich) der Soll-Lufttemperatur am Auslass (TAO) an den Elektromotor abgegeben wird, eine maximale Spannung ist. Das Volumen an ausgeblasener Luft wird verringert, wenn sich die Soll-Lufttemperatur am Auslass (TAO) einem Bereich dazwischen liegender Temperaturen nähert.
Ein Steuerzustand der elektrischen Antriebe für die erste und die zweite Luftmischklappe 10 wird in einer solchen Weise ermittelt, dass ein Öffnungsgrad der ersten und der zweiten Luftmischklappe 10 mit einem Soll-Öffnungsgrad (SW) zusammenfällt. Der Soll-Öffnungsgrad (SW) wird durch eine bekannte Weise aus der Lufttemperatur TE am Auslass des Kühl-Wärmetauschers 8, die von dem Sensor für die Temperatur des Kühl-Wärmetauschers detektiert wird, der Heißwasser-Temperatur Tw des Motorkühlmittels, die von dem Sensor für die Wassertemperatur detektiert wird, und so weiter berechnet.
Wenn im folgenden der Öffnungsgrad (SW) 100 (%) beträgt, befinden sich die erste und die zweite Luftmischklappe 10 in einer Position für maximales Heizen (MaxHot). Demzufolge verschließen die erste und die zweite Luftmischklappe 10 den ersten und den zweiten Umgehungs-Durchlass für kalte Luft vollständig und öffnen sich auf den Seiten des Heiz-Wärmetauschers 9 vollständig. Wenn außerdem ein Öffnungsgrad (SW) 0 (%) beträgt, befinden sich die erste und die zweite Luftmischklappe 10 in einer Position für maximales Kühlen (MaxCool). Demzufolge öffnen die erste und die zweite Luftmischklappe 10 den ersten und den zweiten Umgehungs-Durchlass für kalte Luft vollständig und verschließen sich auf den Seiten des Heiz-Wärmetauschers 9 vollständig.
Ein Steuerzustand des elektrischen Antriebs der Klappe 6 zum Umschalten zwischen Innenluft und Außenluft wird gemäß der Soll-Lufttemperatur am Auslass (TAO) unter Bezugnahme auf ein Steuerkennfeld ermittelt, das in der Klimaanlagen-Steuereinrichtung 51 vorab gespeichert wurde. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird als Regelfall vorzugsweise der Modus für Außenluft gewählt, um Außenluft einzuleiten. Der Modus für Innenluft wird jedoch zum Zeitpunkt eines maximalen Kühlens gewählt, während dessen sich die Soll-Lufttemperatur am Auslass (TAO) in dem Bereich extrem niedriger Temperaturen befindet, und der Bi-Level-Modus für Innenluft und Außenluft wird zum Zeitpunkt eines maximalen Heizens gewählt, während dessen sich die Soll-Lufttemperatur am Auslass (TAO) in dem Bereich extrem hoher Temperaturen befindet.
Im Hinblick auf einen Steuerzustand des elektrischen Antriebs der Schalteinrichtung für den Auslass-Modus wird der Auslass-Modus sukzessive wie folgt geschaltet, während die Soll-Lufttemperatur am Auslass (TAO) von dem Bereich niedriger Temperaturen zu dem Bereich hoher Temperaturen ansteigt: Front-Modus → Bi-Level-Modus → Fußraum-Modus.
Demzufolge wird der Front-Modus in der Hauptsache in der Zeit des Kühlens während des Sommers gewählt, wenn sich die Soll-Lufttemperatur am Auslass (TAO) in dem Bereich niedriger Temperaturen befindet. Der Bi-Level-Modus wird in der Hauptsache in der Zeit der Klimatisierung während des Frühlings und des Herbstes gewählt, wenn sich die Soll-Lufttemperatur am Auslass (TAO) in dem Bereich dazwischen liegender Temperaturen befindet. Der Fußraum-Modus wird in der Hauptsache in der Zeit des Heizens während des Winters gewählt, wenn sich die Soll-Lufttemperatur am Auslass (TAO) in dem Bereich niedriger Temperaturen befindet. Alternativ kann des Weiteren ein Sensor für die Luftfeuchtigkeit des Fahrzeuginnenraums angeordnet sein, so dass ein Entfroster-Modus gewählt wird, wenn auf der Basis eines Detektionssignals des Sensors für die Luftfeuchtigkeit ermittelt wird, dass es äußerst wahrscheinlich ist, dass die Bildung eines Beschlags auf der Windschutzscheibe auftritt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Heiz-Wärmetauscher 9 auf der Fahrzeug-Rückseite (einer Seite in der horizontalen Richtung) der ersten Luftmischklappe 10a und der zweiten Luftmischklappe 10b angeordnet. Die Richtung der gleitenden Bewegung der zweiten Luftmischklappe 10b in den zweiten Führungsnuten 10b1 ist in einer solchen Weise geneigt, dass eine untere Endposition des Gleitens mehr auf der Fahrzeug-Rückseite (auf der Seite des Heiz-Wärmetauschers 9) positioniert ist als eine obere Endposition des Gleiters. Die untere Endposition des Gleitens der zweiten Luftmischklappe 10b ist mehr auf der Fahrzeug-Rückseite (auf der Seite des Heiz-Wärmetauschers 9) positioniert als ein Gleitbewegungsbereich der ersten Luftmischklappe 10a.
Wie in 2 gezeigt ist, ist der Heiz-Wärmetauscher 9 in einer solchen Weise angeordnet, dass der Heiz-Wärmetauscher 9 auf die gleiche Seite wie die Richtung der Gleitbewegung der zweiten Luftmischklappe 10b geneigt ist und zumindest teilweise unmittelbar über einem Gleitbewegungsbereich der zweiten Luftmischklappe 10b positioniert ist. Demzufolge kann eine physische Abmessung des Gehäuses 2 der Klimaanlage in einer Richtung des Fahrzeugs von vorne nach hinten (horizontale Richtung) reduziert werden.
Eine untere Endposition des Gleitens der ersten Luftmischklappe 10a ist mehr auf der Fahrzeug-Rückseite (auf der Seite des Heiz-Wärmetauschers 9) und niedriger als die obere Endposition des Gleitens der zweiten Luftmischklappe 10b positioniert. Demzufolge kann eine physische Abmessung des Gehäuses 2 der Klimaanlage in der Richtung von oben nach unten reduziert werden.
Ein erstes Wellenanbringungsloch 10a2 der ersten Luftmischklappe 10a ist benachbart zu dem oberen Behälter des Heiz-Wärmetauschers 9 angeordnet. Ein zweites Wellenanbringungsloch 10b2 der zweiten Luftmischklappe 10b ist benachbart zu dem unteren Behälter des Heiz-Wärmetauschers 9 angeordnet. Demzufolge kann ein Blockieren von Luft, die durch den Wärme austauschenden Kernabschnitt des Heiz-Wärmetauschers 9 strömt, durch die erste Welle und die zweite Welle eingeschränkt werden.
Zusammenfassend weist die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug der ersten Ausführungsform das Gehäuse 2 der Klimaanlage auf. Im Inneren des Gehäuses 2 der Klimaanlage weist die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug den Kühl-Wärmetauscher 8, der Innenluft, bei der es sich um Luft innerhalb des Fahrzeuginnenraums handelt, und Außenluft kühlt, bei der es sich um Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums handelt, sowie den Heiz-Wärmetauscher 9 auf, der in der Richtung des Luftstroms stromabwärts des Kühl-Wärmetauschers 8 angeordnet ist.
Die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug weist die Luftmischklappen 10 (10a und 10b) auf, die zwischen dem Kühl-Wärmetauscher 8 und dem Heiz-Wärmetauscher 9 angeordnet sind und einen Grad an Erwärmung durch den Heiz-Wärmetauscher 9 für kalte Luft einstellen, die durch den Kühl-Wärmetauscher 8 geströmt ist, indem ein Strom der kalten Luft gesteuert wird.
Die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug weist die Auslässe auf, aus denen durch die Luftmischklappen 10 hinsichtlich der Temperatur eingestellte Luft in den Fahrzeuginnenraum hinein geblasen wird. Wie in 3 gezeigt ist, beinhalten die Auslässe den Entfrosterauslass 47, aus dem Luft in Richtung zu der Windschutzscheibe 46 hin geblasen wird, die seitlichen Frontauslässe 48a und 48b, die mittleren Frontauslässe 48c und 48d sowie die Auslässe 50 im Fußraum. Die seitlichen Frontauslässe 48a und 48b und die mittleren Frontauslässe 48c und 48d verzweigen sich von der einzelnen Öffnung 42 (1A) in dem Gehäuse der Klimaanlage aus, wobei jeder einen anderen Kanal verwendet, und werden daher kollektiv auch als die Frontauslässe 48 bezeichnet.
Die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug weist eine Wand 100 (101, 102 und 103) zur Regulierung eines Luftstroms auf, die in der Richtung des Luftstroms stromabwärts des Heiz-Wärmetauschers 9 angeordnet ist und Luft, die aus dem Heiz-Wärmetauscher 9 heraus geströmt ist, in die jeweiligen Auslässe 47, 48, 50 einleitet, wie in 4 gezeigt ist.
Durch die erste und die zweite Luftmischklappe 10a und 10b wird ein Luftstrom von kalter Luft gesteuert, der aus dem Kühl-Wärmetauscher 8 heraus geströmt ist. Entsprechend wird ein erster Pfad K1 (ein erster Durchlass) gebildet, entlang dessen Luft durch das Innere des Heiz-Wärmetauschers 9 strömt, von der stromabwärts gelegenen Seite des Heiz-Wärmetauschers 9 aus in die Aufwärtsrichtung U strömt und zu dem Entfrosterauslass 47 und den Frontauslässen 48 gelangt.
Durch die erste und die zweite Luftmischklappe 10a und 10b wird ein Luftstrom von kalter Luft gesteuert, der aus dem Kühl-Wärmetauscher 8 heraus geströmt ist, und die kalte Luft strömt, ohne durch das Innere des Heiz-Wärmetauschers 9 zu strömen (das heißt, unter Umgehen des Heiz-Wärmetauschers 9). Die Luft bildet einen zweiten Pfad K2 (einen zweiten Durchlass), entlang dessen die Luft von oberhalb des Heiz-Wärmetauschers 9 zu dem Entfrosterauslass 47 und den Frontauslässen 48 gelangt.
Die Wand 100 zur Regulierung des Luftstroms beinhaltet Führungsplatten 100 (generische Bezeichnung von 101, 102, 103 und so weiter), die einen Luftstrom auf der stromabwärts gelegenen Seite des Heiz-Wärmetauschers 9 leiten. Um den ersten Pfad K1 zu bilden, weisen die Führungsplatten 100 eine erste Führung 101 auf, die sich von einer stromabwärts gelegenen Wandoberfläche 90 des Heiz-Wärmetauschers 9 nach oben zu einer in der Richtung des Luftstroms stromabwärts gelegenen Seite erstreckt und sich so krümmt, dass sie sich in der Aufwärtsrichtung U erstreckt. Die erste Führung 101 leitet Luft in die Auslässe ein, indem sie die Luft in der Aufwärtsrichtung U von der stromabwärts gelegenen Seite des Heiz-Wärmetauschers 9 entlang des ersten Pfades K1 nach oben strömen lässt.
Die erste Führung 101 ist eine Führung, um den ersten Pfad zu bilden. 4 zeigt die Konfiguration des Gehäuses 2 der Klimaanlage ohne den Heiz-Wärmetauscher 9. Demzufolge markiert die stromabwärts gelegene Wandoberfläche 90 von 4 eine Position, an der die stromabwärts gelegene Wandoberfläche 90 des Heiz-Wärmetauschers 9 anzuordnen ist.
Des Weiteren weisen die Führungsplatten 100, wie in 4 gezeigt ist, eine zweite Führung 102 auf, die den zweiten Pfad K2 beeinflusst, entlang dessen Luft von oberhalb des Heiz-Wärmetauschers 9 zu dem Entfrosterauslass 47 und den Frontauslässen 48 gelangt, ohne durch das Innere des Heiz-Wärmetauschers 9 zu strömen. Um einen anderen Wärmetauscher als den Kühl-Wärmetauscher 8 und den Heiz-Wärmetauscher 9 zu halten, erstreckt sich die zweite Führung 102 von einem oberen Endteilstück 9t1 des Heiz-Wärmetauschers 9 nach oben zu der stromabwärts gelegenen Seite und krümmt sich so, dass sie sich in der Abwärtsrichtung D erstreckt.
Ein Ende 101t1 der ersten Führung 101 ist in einem Bereich entfernter von dem Heiz-Wärmetauscher 9 angeordnet als ein Ende 102t1 der zweiten Führung 102. Mit anderen Worten, ein Abstand zwischen dem Ende 101t1 der ersten Führung 101 und der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche 90 des Heiz-Wärmetauschers 9 ist größer als ein Abstand zwischen dem Ende 102t1 der zweiten Führung 102 und der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche 90 des Heiz-Wärmetauschers 9. Die Führungsplatten 100 weisen außerdem eine dritte Führung 103 auf, die sich von der ersten Führung 101 in Richtung zu dem Ende 102t1 der zweiten Führung 102 hin erstreckt. Die dritte Führung ist eine Führung, um Kontakterwärmungsluft einzuschränken.
5 zeigt einen vergrößerten Teil von 4. Wie in 5 gezeigt ist, erstreckt sich die dritte Führung 103 von einem Basisabschnitt 101b der ersten Führung 101, der sich in der Richtung des Luftstroms zu der stromabwärts gelegenen Seite hin erstreckt, in Richtung zu dem Ende 102t1 der zweiten Führung 102 bin. In 5 ist eine Abmessung von einem Ende 103t1 der dritten Führung bis zu dem Ende 102t1 der zweiten Führung 102 mit einer Abmessung A bezeichnet. Außerdem ist eine Abmessung von dem Ende 101t1 der ersten Führung 101 bis zu dem Ende 102t1 der zweiten Führung 102 mit einer Abmessung B bezeichnet. Die Abmessung A ist in einem Bereich von 0,7 bis 1,3 Mal länger als die Abmessung B festgelegt. Im Hinblick auf eine Relation der Abmessung A und der Abmessung B dahingehend, welche größer als welche ist, kann die Relation so festgelegt werden, die sie eine Ungleichung aufstellt: B ≤ A ≤ 1,3 × B.
Bezugnehmend auf 2 ist die Trennplatte 25 (25b, 25c), die Luft, die in den Heiz-Wärmetauscher 9 hinein strömt, in zwei Arten aufspaltet, und zwar eine obere Luft und eine untere Luft, die unterhalb der oberen Luft strömt, zumindest stromabwärts des Kühl-Wärmetauschers 8 angeordnet. Wie in 1A und 2 gezeigt ist, ist die Trennplatte 25 außerdem als Trennplatte 25a stromaufwärts des Kühl-Wärmetauschers 8 angeordnet, um die Bi-Level-Struktur für Innenluft und Außenluft zu bilden.
Wie in 4 gezeigt ist, ist die erste Führung 101 zwischen der Trennplatte 25c auf der stromabwärts gelegenen Seile des Heiz-Wärmetauschers 8 und der zweiten Führung 102 angeordnet. Das Gehäuse 2 der Klimaanlage der ersten Ausführungsform weist die Bi-Level-Struktur für Innenluft und Außenluft auf, durch die Luft außerhalb des Fahrzeugs oberhalb der Trennplatte 25 durchgeleitet wird und Innenluft innerhalb des Fahrzeuginnenraums unterhalb der Trennplatte 25 durchgeleitet wird.
Der Kühl-Wärmetauscher 8 wird von einem Verdampfer gebildet, der dadurch gekühlt wird, dass ermöglicht wird, dass ein Kältemittel verdampft. Der Heiz-Wärmetauscher 9 wird von einem Heizerkern gebildet, innerhalb dessen das Motorkühlmittel strömt. Anstelle des Heizerkerns kann entweder ein elektrischer Heizer, der Wärme erzeugt, wenn Strom durchgeleitet wird, oder ein Kondensierer eingesetzt werden, der Wärme erzeugt, indem er ermöglicht, dass ein Kältemittel kondensiert.
Im Folgenden werden Funktionen und Effekte der ersten Ausführungsform beschrieben. Gemäß der ersten Ausführungsform weist die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug den ersten Pfad K1 (in 4 mit einer gestrichelten Linie markiert) und den zweiten Pfad K2 (mit einer durchgezogenen Linie markiert) als Pfade auf, entlang denen Luft strömt. Entlang des ersten Pfades K1 wird ein Luftstrom von kalter Luft, der aus dem Kühl-Wärmetauscher 8 heraus geströmt ist, durch die Luftmischklappen 10 so gesteuert, dass er durch das Innere des Heiz-Wärmetauschers 9 strömt. Luft, die in dem Heiz-Wärmetauscher 9 erwärmt wird, gelangt zu den Öffnungen 41 und 42, indem sie von der stromabwärts gelegenen Seite des Heiz-Wärmetauschers 9 aus in der Aufwärtsrichtung U strömt.
Entlang des zweiten Pfades K2 wird ein Luftstrom von kalter Luft, der aus dem Kühl-Wärmetauscher 8 heraus geströmt ist, durch die Luftmischklappen 10 so gesteuert, dass er von oberhalb des Heiz-Wärmetauscher 9 zu den Auslässen 48 und so weiter gelangt, ohne durch das Innere des Heiz-Wärmetauschers 9 zu strömen (unter Umgehen des Inneren des Heiz-Wärmetauschers 9).
Die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug ist mit den Führungsplatten 100 (generischer Name von 101, 102, 103 und so weiter) versehen, die einen Luftstrom auf der stromabwärts gelegenen Seite des Heiz-Wärmetauschers 9 beeinflussen. Um den ersten Pfad K1 zu bilden, weisen die Führungsplatten 100 die erste Führung 101 auf, die sich von der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche 90 des Heiz-Wärmetauschers 9 zu der stromabwärts gelegenen Seite erstreckt und sich in der Aufwärtsrichtung U krümmt. Demzufolge wird erwärmte Luft, die aus dem Inneren des Heiz-Wärmetauschers 9 heraus geströmt ist, in den ersten Pfad K1 eingeleitet.
Um einen weiteren Wärmetauscher zu halten, weisen die Führungsplatten 100 des Weiteren die zweite Führung 102 auf, die sich von dem oberen Endteilstück 911 des Heiz-Wärmetauschers 9 zu der stromabwärts gelegenen Seite erstreckt und sich in der Abwärtsrichtung D krümmt. Das Ende 101t1 der ersten Führung 101 ist weiter entfernt von dem Heiz-Wärmetauscher 9 angeordnet als das Ende 102t1 der zweiten Führung 102.
Ohne die dritte Führung kann Luft demzufolge von einem Zwischenraum zwischen dem Ende 101t1 der ersten Führung 101 und dem Ende 102t1 der zweiten Führung 102 herein strömen, und es kann möglicherweise Kontakterwärmungsluft F1 erzeugt werden (Linie mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen), die bei Kontakt mit der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche 90 des Heiz-Wärmetauschers 9 erwärmt wird.
Um die Kontakterwärmungsluft F1 einzuschränken, weisen die Führungsplatten 100 die dritte Führung 103 auf, die sich von der ersten Führung 101 in Richtung zu dem Ende 102t1 der zweiten Führung 102 hin (und parallel zu der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche 90) erstreckt. Demzufolge führt Luft aufgrund eines dynamischen Drucks in einem Zwischenraum 60 zwischen der dritten Führung 103 und der ersten Führung 101 eine U-Umkehr durch, wie durch einen Pfeil F2 angezeigt. Die Kontakterwärmungsluft F1 ist somit eingeschränkt, und demzufolge kann eine Fluktuation einer Temperatur von Luft der Klimaanlage eingeschränkt werden. Mit anderen Worten, die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug weist einen die Richtung ändernden Abschnitt auf, der eine Strömungsrichtung von kalter Luft ändert, die von dem zweiten Pfad K2 auf den Heiz-Wärmetauscher 9 in dem ersten Pfad K1 zuströmt, um auf die Auslässe 47 und 48 zuzuströmen. Im Einzelnen wird der die Richtung ändernde Abschnitt von der ersten Führung 101 und der dritten Führung 103 gebildet und beinhaltet den Zwischenraum 60, der durch die erste Führung 101 und die dritte Führung 103 definiert ist. Der die Richtung ändernde Abschnitt ändert eine Strömungsrichtung von kalter Luft, die von dem zweiten Pfad K2 entlang der zweiten Führung 102 in den Zwischenraum 60 hinein geströmt ist, um auf die Auslässe 47 und 48 zuzuströmen. Der Zwischenraum 60 ist zwischen einem Abschnitt 101a der ersten Führung 101, der sich in der Aufwärtsrichtung U erstreckt, und der driften Führung 103 positioniert.
An der zweiten Führung 102 sind mit der Absicht, die Kontakterwärmungsluft F1 einzuschränken, Rippen angebracht, welche die Kontakterwärmungsluft F1 blockieren. Auf der stromabwärts gelegenen Seite der Rippen wird jedoch aufgrund eines Stroms der kalten Luft, der den Heiz-Wärmetauscher 9 umgeht, ein negativer Druck erzeugt. Konträr zu der Absicht kann demzufolge heiße Luft von der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche 90 des Heiz-Wärmetauschers 9 angesaugt werden.
Wie in 5 gezeigt, ist eine Abmessung von dem Ende 103t1 der dritten Führung 103 bis zu dem Ende 102t1 der zweiten Führung in der ersten Ausführungsform als die Abmessung A gegeben. Außerdem ist eine Abmessung von dem Ende 101t1 der ersten Führung 101 bis zu dem Ende 102t1 der zweiten Führung 102 als die Abmessung B gegeben. Die Abmessung A ist in einem Bereich von 0,7 bis 1,3 Mal länger als die Abmessung B festgelegt. Der erste Pfad K1 und der zweite Pfad K2 können somit zur gleichen Zeit gebildet werden, während die Kontakterwärmungsluft F1 eingeschränkt wird.
Die Abmessung A und die Abmessung B regulieren Abmessungen von Einlass- und Auslassöffnungen für die stromabwärts gelegene Wandoberfläche 90 des Heiz-Wärmetauschers 9. Austretende Luft ist die Luft, die entlang des ersten Pfades K1 vorbeiströmt. Eintretende Luft strömt indessen von einem Zwischenraum zwischen dem Ende 101t1 der ersten Führung 101 und dem Ende 102t1 der zweiten Führung 102 herein.
Die hereinströmende Luft wird zu der Kontakterwärmungsluft F1 (Line mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen), die bei Kontakt mit der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche 90 des Heiz-Wärmetauschers 9 erwärmt wird. Wenn die Abmessung A in der Richtung von oben nach unten kleiner als die Abmessung B in der Richtung von vorne nach hinten ist (A < B), wird ein Ventilationswiderstand gegen einen Luftstrom erzeugt, der entlang des ersten Pfades K1 vorbeiströmt. Demzufolge wird ein Luftvolumen reduziert, und ein bevorzugtes Luftvolumenverhältnis kann nicht erhalten werden. Darüber hinaus kann ein Luftblasgeräusch lauter werden. Durch Festlegen der Relation der Abmessung A und der Abmessung B dahingehend, welche größer als welche ist, um eine Ungleichung B ≤ A ≤ 1,3 × B zu erfüllen, kann jedoch eine Reduktion eines Luftvolumens und ein Luftblasgeräusch eingeschränkt werden.
Bei der ersten Ausführungsform ist die Trennplatte 25 (25b, 25c), die Luft, die in den Heiz-Wärmetauscher 9 hinein strömt, in zwei Arten aufspaltet, und zwar eine obere Luft und eine untere Luft, die unterhalb der oberen Luft strömt, stromabwärts des Kühl-Wärmetauschers 8 angeordnet. Die erste Führung 101 ist in der Richtung von oben nach unten zwischen der Trennplatte 25c auf der stromabwärts gelegenen Seite des Heiz-Wärmetauschers 9 und der zweiten Führung 102 angeordnet.
Demzufolge kann warme Luft, die durch den oberen Teil des Heiz-Wärmetauschers 9 strömt, entlang des ersten Pfades K1 vorbei geleitet werden und in einen oberen Teil des Fahrzeuginnenraums hinaus geblasen werden. Außerdem kann die untere Luft, die unterhalb der Trennplatte 25c auf der stromabwärts gelegenen Seite des Heiz-Wärmetauschers 9 strömt, in einen unteren Teil des Fahrzeuginnenraums hinaus geblasen werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich bei der oberen Luft um Außenluft, und bei der unteren Luft handelt es sich um Innenluft.
Das Gehäuse 2 der Klimaanlage der Klimaanlage für ein Fahrzeug der ersten Ausführungsform setzt die Bi-Level-Struktur für Innenluft und Außenluft ein. Demzufolge kann der Antibeschlag-Effekt auf der Windschutzscheibe 46 von 3 ausgezeichnet sein, und die Heizeffizienz kann durch Zirkulieren der Innenluft von den Auslässen 50 im Fußraum nahe den Füßen des Fahrzeuginsassen gesteigert werden.
In dem Gehäuse 2 der Klimaanlage, welche die Bi-Level-Struktur für Innenluft und Außenluft einsetzt, wird ein Durchlass für kalte Luft in eine obere Seite und eine untere Seite aufgespaltet, wobei der Wärmetauscher dazwischen liegt. Zur Zeit des FRONT-Modus MaxCool, während der Luft der Klimaanlage, die bis zum maximalen Maß gekühlt wird, aus der Frontöffnung 42 heraus geblasen wird, durch die Luft strömt, die zu den Frontauslässen 48 gelangt, strömt Luft insbesondere in dem oberen Durchlass leicht in einen Zwischenraum vor dem Heiz-Wärmetauscher 9 hinein.
Die Luft tauscht Wärme aus, indem sie als Kontakterwärmungsluft F1 einen Kontakt mit der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche 90 des Heiz-Wärmetauschers 9 eingeht. Ein derartiges Austauschen von Wärme ist von Nachteil, wenn eine Temperatur mit Präzision eingestellt wird. Der Kühl-Wärmetauscher 8 wird von einem Verdampfer gebildet, der gekühlt wird, indem ermöglicht wird, dass das Kühlmittel verdampft, und der Heiz-Wärmetauscher 9 wird von einem Heizerkern gebildet, innerhalb dessen das Motorkühlmittel strömt.
Um die Kontakterwärmungsluft F1 einzuschränken, weisen die Führungsplatten 100 in der ersten Ausführungsform die dritte Führung 103 auf, die sich von der ersten Führung 101 in Richtung zu dem Ende 102t1 der zweiten Führung 102 hin erstreckt, wie in 4 gezeigt ist. Bei einem Beispiel erstreckt sich die dritte Führung 103 parallel zu der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche 90 des Heiz-Wärmetauschers 9. Demzufolge wird die Kontakterwärmungsluft F1 durch die dritte Führung 103 blockiert, und ein Strom der Kontakterwärmungsluft F1 zu der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche 90 des Heiz-Wärmetauschers 9 wird eingeschränkt. Infolgedessen kann eine Fluktuation einer Temperatur der Luft der Klimaanlage eingeschränkt werden.
Zweite Ausführungsform
Nunmehr wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. Bei jeweiligen nachstehenden Ausführungsformen wird auf eine Beschreibung von Komponenten verzichtet, welche die gleichen wie die entsprechenden Teile der vorstehenden ersten Ausführungsform sind, indem gleiche Bezugszeichen angebracht werden, und eine Beschreibung widmet sich einer anderen Konfiguration. Bei der zweiten Ausführungsform und nachfolgenden Ausführungsformen bezeichnen Bezugszeichen, welche die gleichen wie die in den vorstehenden ersten Ausführungsform verwendeten Bezugszeichen sind, die gleichen Konfigurationen, und die vorstehend angegebene Beschreibung findet hierin ebenfalls Anwendung.
6 zeigt die zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Bezugnehmend auf 6 ist ein elektrischer Heizer als ein heizender Sub-Wärmeaustauscher 9x, der einen weiteren Wärmetauscher bildet, stromabwärts eines Heiz-Wärmetauschers 9 angeordnet, der einen Heizerkern bildet. Der elektrische Heizer ist in der Lage, durch Schalten von Verbindungen von mehreren PTC-Heizern eine Stärke an Wärmeerzeugung zu steuern.
Auf einer zweiten Führung 102 ist ein oberes Ende des heizenden Sub-Wärmetauschers 9x gehalten, der einen anderen Wärmetauscher als einen Kühl-Wärmetauscher 8 und den Heiz-Wärmetauscher 9 bildet. Ein unteres Ende des heizenden Sub-Wärmetauschers 9x ist auf einer Führung 104 am unteren Ende gehalten, die sich von einem unteren Ende 9t2 des Heiz-Wärmetauschers 9 aus erstreckt und sich so krümmt, dass sie sich in einer Aufwärtsrichtung U erstreckt.
Dritte Ausführungsform
Nunmehr wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Eine Beschreibung widmet sich einem Abschnitt, der sich von den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen unterscheidet. 7 zeigt die dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Bezugnehmend auf 7 weist eine Klimaanlage für ein Fahrzeug eine Trennplatte 25 (25a bis 25c) auf, die eine Bi-Level-Struktur für Innenluft und Außenluft bildet.
Unterhalb der Trennplatte 25 ist ein heizender Sub-Wärmetauscher 9x2 angeordnet, der einen anderen Wärmetauscher als einen Kühl-Wärmetauscher 8 und einen Heiz-Wärmetauscher 9 bildet. Ein oberes Ende des heizenden Sub-Wärmetauschers 9x2 ist auf der Trennplatte 25c gehalten, und ein unteres Ende ist auf einer Führung 104 am unteren Ende gehalten, die sich in einer Aufwärtsrichtung U krümmt. Der heizende Sub-Wärmetauscher 9x2 wird von einem elektrischen Heizer oder einem Kondensator gebildet, der einen Wärmepumpen-Zyklus bildet.
Wenngleich die vorstehenden Ausführungsformen als bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt und kann in verschiedenen Modifikationen innerhalb des Umfangs der vorstehenden Offenbarung realisiert werden. Die Strukturen der vorstehenden Ausführungsformen sind nichts als Beispiele, und der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist keinesfalls auf den Umfang der vorstehenden Beschreibung beschränkt.
Bei den vorstehenden Ausführungsformen werden gleitende Klappen als die Luftmischklappen 10 verwendet, die als die Einstelleinrichtung für die Lufttemperatur am Auslass ein Luftvolumenverhältnis zwischen heißer Luft, die durch den Heiz-Wärmetauscher 9 strömt, und kalter Luft einstellt, die den Heiz-Wärmetauscher 9 umgeht. Als die Luftmischklappen 10 kann jedoch auch eine plattenartige Klappe verwendet werden, die um eine Achse herum schwenkt.
Die vorliegende Offenbarung findet Anwendung bei der Klimaanlage für ein Fahrzeug, welche die Bi-Level-Struktur für Innenluft und Außenluft aufweist. Die Bi-Level-Struktur für Innenluft und Außenluft ist jedoch nichts als ein Beispiel und ist keine essentielle Struktur. Des Weiteren werden drei plattenartige Klappen als die Klappen für den Auslass-Modus bei den vorstehenden Ausführungsformen verwendet. Es kann jedoch auch eine einzelne folienartige Klappe für den Auslassmodus mit mehreren Öffnungen anstelle der drei plattenartigen Klappen verwendet werden.

Claims

Klimaanlage für ein Fahrzeug, die aufweist: einen Kühl-Wärmetauscher (8), der eine Innenluft, bei der es sich um Luft innerhalb eines Fahrzeuginnenraums handelt, und eine Außenluft kühlt, bei der es sich um Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums handelt; einen Heiz-Wärmetauscher (9), der in Richtung des Luftstroms stromabwärts des Kühl-Wärmetauschers (8) angeordnet ist; eine Luftmischklappe (10), die zwischen dem Kühl-Wärmetauscher (8) und dem Heiz-Wärmetauscher (9) angeordnet ist und durch Steuern eines Stroms der kalten Luft, der durch den Kühl-Wärmetauscher (8) geströmt ist, einen Erwärmungsgrad von kalter Luft in dem Heiz-Wärmetauscher (9) einstellt; einen Auslass (47, 48, 50), aus dem Luft, die durch die Luftmischklappe (10) hinsichtlich der Temperatur eingestellt wurde, in den Fahrzeuginnenraum hinaus geblasen wird; eine Wand (100) zur Regulierung eines Luftstroms, die in der Richtung des Luftstroms stromabwärts des Heiz-Wärmetauschers (9) angeordnet ist und Luft, die aus dem Heiz-Wärmetauscher (9) heraus geströmt ist, in den Auslass (47, 48, 50) einleitet; einen ersten Pfad (K1), entlang dessen die kalte Luft, die aus dem Kühl-Wärmetauscher (8) heraus geströmt ist, gemäß der Steuerung des Luftstroms durch die Luftmischklappe (10) zu dem Auslass (47, 48) gelangt, wobei sie durch einen Innenraum des Heiz-Wärmetauschers (9) strömt; und einen zweiten Pfad (K2), entlang dessen die kalte Luft, die aus dem Kühl-Wärmetauscher (8) heraus geströmt ist, gemäß der Steuerung eines Luftstroms durch die Luftmischklappe (10) von oberhalb des Heiz-Wärmetauschers (9) zu dem Auslass (47, 48) gelangt, ohne durch den Innenraum des Heiz-Wärmetauschers (9) zu strömen, wobei die Wand (100) zur Regulierung des Luftstroms Führungsplatten (100) beinhaltet, die einen Luftstrom auf einer stromabwärts gelegenen Seite des Heiz-Wärmetauschers (9) leiten, die Führungsplatten (100) beinhalten: eine erste Führung (101), die sich in der Richtung des Luftstroms von einer stromabwärts gelegenen Wandoberfläche (90) des Heiz-Wärmetauschers (9) zu einer stromabwärts gelegenen Seite hin erstreckt und sich so krümmt, dass sie sich in einer Aufwärtsrichtung (U) erstreckt, um so Luft zu dem Auslass (47, 48) zu leiten, indem ermöglicht wird, dass die Luft von der stromabwärts gelegenen Seite des Heiz-Wärmetauschers (9) entlang des ersten Pfades (K1) in der Aufwärtsrichtung (U) strömt; eine zweite Führung (102), die sich in der Richtung des Luftstroms von einem oberen Endteilstück (9t1) des Heiz-Wärmetauschers (9) zu der stromabwärts gelegenen Seite erstreckt und sich so krümmt, dass sie sich in einer Abwärtsrichtung D) erstreckt; und eine dritte Führung (103), die sich von der ersten Führung (101) in Richtung zu einem Ende (102t1) der zweiten Führung (102) hin erstreckt, und ein Abstand zwischen einem Ende (101t1) der ersten Führung (101) und der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche (90) des Heiz-Wärmetauschers (9) gröber als ein Abstand zwischen dem Ende (102t1) der zweiten Führung (102) und der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche (90) des Heiz-Wärmetauschers (9) ist.
Klimaanlage für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei eine Abmessung A in einem Bereich von 0,7 bis 1,3 Mal größer als eine Abmessung B festgelegt ist, wenn die Abmessung von einem Ende (103t1) der dritten Führung (103) zu dem Ende (102t1) der zweiten Führung (102) als die Abmessung A definiert ist und wenn die Abmessung von dem Ende (101t1) der ersten Führung (101) zu dem Ende (102t1) der zweiten Führung (102) als die Abmessung B definiert ist.
Klimaanlage für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei eine Relation einer Abmessung A und einer Abmessung B als B ≤ A ausgedrückt wird, wenn die Abmessung von einem Ende (103t1) der dritten Führung (103) zu dem Ende (102t1) der zweiten Führung (102) als die Abmessung A definiert ist und wenn die Abmessung von dem Ende (101t1) der ersten Führung (101) zu dem Ende (102t1) der zweiten Führung (102) als die Abmessung B definiert ist.
Klimaanlage für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die des Weiteren eine Trennplatte (25) aufweist, die in der Richtung des Luftstroms stromabwärts des Kühl-Wärmetauschers (8) angeordnet ist und Luft, die in den Heiz-Wärmetauscher (9) hinein strömt, in eine obere Luft und eine untere Luft aufspaltet, die unterhalb der oberen Luft strömt, wobei die erste Führung (101) in der Aufwärtsrichtung zwischen der Trennplatte (25) und der zweiten Führung (102) angeordnet ist.
Klimaanlage für ein Fahrzeug nach Anspruch 4, die eine Bi-Level-Struktur für Innenluft und Außenluft aufweist, in der die obere Luft, die oberhalb der Trennplatte (25) strömt, die Außenluft ist und die untere Luft, die unterhalb der Trennplatte (25) strömt, die Innenluft ist.
Klimaanlage für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Kühl-Wärmetauscher (8) einen Verdampfer konfiguriert, der Wärme absorbiert, indem er ermöglicht, dass ein Kältemittel verdampft, und der Heiz-Wärmetauscher (9) einen von einem Heizerkern, in dem ein Motorkühlmittel strömt, einem elektrischen Heizer, der Wärme erzeugt, wenn ein Strom durch diesen hindurch geleitet wird, und einem Kondensierer konfiguriert, der aufgrund von Kondensation eines Kältemittels Wärme erzeugt.
Klimaanlage für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei sich die dritte Führung (103) von einem Basisabschnitt (101b) der ersten Führung (101) aus, der sich in der Richtung des Luftstroms zu der stromabwärts gelegenen Seite erstreckt, in Richtung zu dem Ende (102t1) der zweiten Führung (102) hin erstreckt.
Klimaanlage für ein Fahrzeug, die aufweist: einen Kühl-Wärmetauscher (8), der eine Innenluft, bei der es sich um Luft innerhalb eines Fahrzeuginnenraums handelt, und eine Außenluft kühlt, bei der es sich um Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums handelt; einen Heiz-Wärmetauscher (9), der in Richtung des Luftstroms stromabwärts des Kühl-Wärmetauschers (8) angeordnet ist; eine Luftmischklappe (10), die zwischen dem Kühl-Wärmetauscher (8) und dem Heiz-Wärmetauscher (9) angeordnet ist und durch Steuern eines Stroms von kalter Luft, der durch den Kühl-Wärmetauscher (8) geströmt ist, einen Erwärmungsgrad der kalten Luft in dem Heiz-Wärmetauscher (9) einstellt; einen Auslass (47, 48, 50), aus dem Luft, die durch die Luftmischklappe (10) hinsichtlich der Temperatur eingestellt wurde, in den Fahrzeuginnenraum hinaus geblasen wird; eine Wand (100) zur Regulierung eines Luftstroms, die in der Richtung des Luftstroms stromabwärts des Heiz-Wärmetauschers (9) angeordnet ist und Luft, die aus dem Heiz-Wärmetauscher (9) heraus geströmt ist, in den Auslass (47, 48, 50) einleitet; einen ersten Pfad (K1), entlang dessen die kalte Luft, die aus dem Kühl-Wärmetauscher (8) heraus geströmt ist, gemäß der Steuerung des Luftstroms durch die Luftmischklappe (10) zu dem Auslass (47, 48) gelangt, wobei sie durch einen Innenraum des Heiz-Wärmetauschers (9) strömt; und einen zweiten Pfad (K2), entlang dessen die kalte Luft, die aus dem Kühl-Wärmetauscher (8) heraus geströmt ist, gemäß der Steuerung eines Luftstroms durch die Luftmischklappe (10) von oberhalb des Heiz-Wärmetauschers (9) zu dem Auslass (47, 48) gelangt, ohne durch den Innenraum des Heiz-Wärmetauschers (9) zu strömen; und einen die Richtung ändernden Abschnitt, der eine Strömungsrichtung der kalten Luft in dem zweiten Pfad (K2) von einer Richtung zu dem Heiz-Wärmetauscher (9) in dem ersten Pfad (K1) hin in eine Richtung zu dem Auslass (47, 48) hin ändert, wobei die Wand (100) zur Regulierung des Luftstroms Führungsplatten (100) beinhaltet, die einen Luftstrom auf einer stromabwärts gelegenen Seite des Heiz-Wärmetauschers (9) leiten, die Führungsplatten (100) beinhalten: eine erste Führung (101), die sich in der Richtung des Luftstroms von einer stromabwärts gelegenen Wandoberfläche (90) des Heiz-Wärmetauschers (9) zu einer stromabwärts gelegenen Seite hin erstreckt und sich so krümmt, dass sie sich in einer Aufwärtsrichtung (U) erstreckt, um so Luft zu dem Auslass (47, 48) zu leiten, indem ermöglicht wird, dass die Luft von der stromabwärts gelegenen Seite des Heiz-Wärmetauschers (9) entlang des ersten Pfades (K1) in der Aufwärtsrichtung (U) strömt; eine zweite Führung (102), die sich in der Richtung des Luftstroms von einem oberen Endteilstück (9t1) des Heiz-Wärmetauschers (9) zu der stromabwärts gelegenen Seite hin erstreckt und sich so krümmt, dass sie sich in einer Abwärtsrichtung (D) erstreckt; und eine dritte Führung (103), die sich von der ersten Führung (101) in Richtung zu einem Ende (102t1) der zweiten Führung (102) hin erstreckt, ein Abstand zwischen einem Ende (101t1) der ersten Führung (101) und der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche (90) des Heiz-Wärmetauschers (9) größer als ein Abstand zwischen dem Ende (102t1) der zweiten Führung (102) und der stromabwärts gelegenen Wandoberfläche (90) des Heiz-Wärmetauschers (9) ist, der die Richtung ändernde Abschnitt von der ersten Führung (101) und der dritten Führung (103) gebildet wird und einen Zwischenraum (60) beinhaltet, der durch die erste Führung (101) und die dritte Führung (103) definiert ist, und der die Richtung ändernde Abschnitt die Strömungsrichtung der kalten Luft, die in den Zwischenraum (60) hinein geströmt ist, von dem zweiten Pfad (K2) entlang der zweiten Führung (102) in Richtung zu dem Auslass hin ändert.
Klimaanlage für ein Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei der Zwischenraum (60) des die Richtung ändernden Abschnitts zwischen einem Teilstück (101a) der ersten Führung (101), das sich in der Aufwärtsrichtung (U) erstreckt, und der dritten Führung (103) positioniert ist.