DE19744290B4

DE19744290B4 - Klimaanlage für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE19744290B4
Application number: DE19744290A
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Kariya-shi Takechi; Toshihiko Kariya-shi Muraki; Manabu Kariya-shi Miyata; Hideaki Kariya-shi Inazawa; Yasuhiro Kariya-shi Sato; Koji Kariya-shi Takahashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-10-07
Filing date: 1997-10-07
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2017-10-08
Also published as: DE19744290A1; US6352102B1

Abstract

Klimaanlage für den Fahrgastraum eines Fahrzeugs,
umfassend
– ein Gehäuse (11) mit
– einer ersten Lufteinlassöffnung (2, 2a) für Innenluft und einer zweiten Lufteinlassöffnung (3) für Außenluft,
– einem ersten Luftkanal (8) und einem zweiten Luftkanal (9),
– einem ersten Luftauslass in Richtung unterer Bereich des Fahrgastraumes und einen zweiten Luftauslass (25) in Richtung Windschutzscheibe,
– einem Wärmetauscher (13) zum Erwärmen der durchströmenden Luft,
– einer Temperatursteuereinrichtung (17, 18) zum Steuern der in den Wärmetauscher (13) einströmenden Luft,
– eine Klappe (22), die einen Einlassabschnitt (21) eines Strömungsabschnitts (30) öffnen kann, welcher als Durchlass einen Strömungsabschnitt, in Luftströmungsrichtung direkt nach dem Wärmetauscher (13), mit dem Strömungsabschnitt (30) verbinden kann, wodurch ein Luftstrom aus dem Wärmetauscher (13) in den Strömungsabschnitt (30) lenkbar ist,
wobei in einer Stellung der Klappe (22) ein erster Strömungsabschnitt (19a), in Luftströmungsrichtung direkt nach dem Wärmetauscher (13), von...

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage, bei der ein Kanal für zu klimatisierende Luft in einen ersten Luftkanal an der Seite der Innenluft und in einen zweiten Luftkanal an der Seite der Außenluft aufgeteilt ist. Hochtemperatur-Innenluft, die erwärmt worden ist, wird erneut im Umlauf geführt und von einem Fußraum-Luftauslaß aus ausgeblasen; und Außenluft mit geringer Feuchtigkeit wird von einem Defroster-Luftauslaß aus ausgeblasen, um die Heizkapazität zu verbessern und eine Windschutzscheibe zu enteisen.
Bei einer herkömmlichen Klimaanlage gemäß JP 05-124 426 A sind an der einen Stirnseite des Klimatisierungsgehäuses ein Innenlufteinlaß zum Einführen von Innenluft und ein Außenlufteinlaß zum Einführen von Außenluft und an der anderen Stirnseite des Klimatisierungsgehäuses ein Fußraum-Luftauslaß zum Ausblasen von Luft in Richtung auf einen Fußraum, ein Defroster-Luftauslaß zum Ausblasen von Luft in Richtung auf die Innenfläche der Windschutzscheibe und ein Kopfraum-Luftauslaß zum Ausblasen von Luft in Richtung auf den Kopfraum ausgebildet.
In dem Klimatisierungsgehäuse ist eine Trennwandplatte zum Aufteilen des Inneren des Klimatisierungsgehäuses in einen ersten Luftkanal, der sich von dem Außenluft-Ansauganschluß aus zu dem Kopfraum-Luftauslaß und dem Fußraum-Luftauslaß hin erstreckt, und in einen zweiten Luftkanal aufteilt, der sich von dem Außenluft-Ansauganschluß aus zu dem Defroster-Luftauslaß hin erstreckt.
Des weiteren sind in dem ersten und in dem zweiten Luftkanal ein Heizzwecken dienender Wärmetauscher, ein Bypasskanal zur Bypassumgehung des Heizzwecken dienenden Wärmetauschers und eine Luftmischklappe vorgesehen. Die Luftmischklappe umfaßt eine Klappe an der Seite des ersten Luftkanals und eine weitere Klappe an der Seite des zweiten Luftkanals, die einstückig mit einer einzigen Drehwelle ausgestattet sind, die über den beiden Luftkanälen drehbar angeordnet ist.
Wenn eine Betriebsart aus Kopfraum-Betriebsart, Bi-Level-Betriebsart und Fußraum-Betriebsart als Luftauslaßbetriebsart gewählt wird, wird, wenn die Innenluft/Außenluft-Einführungsbetriebsart auf die Innenluft-Umwälzbetriebsart eingestellt ist, die Innenluft in die beiden Luftkanäle eingeführt, während die Außenluft, wenn die Betriebsart auf die Außenluft-Einführungsbetriebsart eingestellt ist, in beide Luftkanäle eingeführt wird.
Wenn des weiteren die Fußraum/Defroster-Luftauslaßbetriebsart als die Luftauslaßbetriebsart gewählt wird, wird eine Innenluft/Außenluft-Doppelstrom-Betriebsart eingestellt, bei der die Innenluft in den ersten Luftkanal und die Außenluft in den zweiten Luftkanal eingeführt werden. Weil der Fahrgastraum im Wege einer erneuten Umwälzung der Innenluft, die bereits aufgeheizt worden ist, erwärmt wird, wird auf diese Weise die Heizleistung verbessert. Weil die Außenluft mit geringer Feuchtigkeit in Richtung auf die Windschutzscheibe ausgeblasen wird, ist es des weiteren möglich, das Enteisen der Windschutzscheibe in gesicherter Weise zu erreichen.
In den letzten Jahren sind bei Klimaanlagen für Fahrzeuge in Hinblick auf den beschränkten Raum für den Einbau in einem Fahrzeug sowie in Hinblick auf die Reduzierung der Kosten die Kompaktheit der Klimaanlage, die an einem Fahrzeug angebaut wird, und die Einfachheit ihrer Bauweise zu bedeutenden Problemen geworden. Bei dem obenbeschriebenen Stand der Technik ist es notwendig, zusätzlich eine Trennwandplatte zur getrennten Anordnung des ersten Luftkanals und des zweiten Luftkanals zusätzlich de generellen Bauelementen der Klimaanlage vorzusehen. Demzufolge ist die Bauweise kompliziert, steigen die Kosten, und ist die Klimaeinheit in ihrer Größe groß, damit ein gegenseitiges Zusammentreffen der Trennwandplatte und der Klappenelemente verhindert ist.
JP 07-052635 A beschreibt eine Klimaanlage und bezieht sich auf ein Arbeitsverfahren, durch welches Fahrzeugscheiben bei kleiner Heizleistung beschlagfrei gehalten werden können.
US 5 016 704 A beschreibt eine andere Klimaanlage für den Fahrgastraum eines Fahrzeugs, welche zur unabhängigen Klimatisierung von Fahrzeugfront- und Fahrzeugfond-Sitzen in der Lage ist.
DE 30 07 407 A1 , DE 42 35 564 A1 und US 4 482 009A zeigen weitere Fahrzeugklimaanlagen.
In Hinblick auf das obenbeschriebene Problem ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Klimaeinheit klein zu gestalten und ihre Bauweise zu vereinfachen, dies bei einer Klimaanlage für ein Fahrzeug, bei der eine Doppelstrombetriebsart für das Getrennthalten der Innenluft und der Außenluft in einem Klimatisierungsgehäuse eingestellt wird.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung sind bei der Luftauslaßbetriebsart, bei der sowohl ein erster Öffnungsbereich zum Ausblasen von Luft in Richtung auf den unteren Bereich des Fahrgastraums als auch ein zweiter Öffnungsbereich zum Ausblasen von Luft in Richtung auf die Innenfläche der Windschutzscheibe geöffnet sind, wenn der maximale Heizzustand eingestellt ist, ein Luftkanal in einen ersten Luftkanal, durch den hindurch Innenluft strömt, und ein zweiter Luftkanal, durch den hindurch Außenluft strömt, in solcher Weise aufgeteilt, daß der erste Luftkanal im Wesentlichen mit dem ersten Öffnungsbereich verbunden ist und der zweite Luftkanal im Wesentlichen mit dem zweiten Öffnungsbereich verbunden ist. Des weiteren sind ein erster Kanal für warme Luft zum Einführen der warmen Luft, die durch einen Heizzwecken dienenden Wärmetauscher hindurchgeführt worden ist, in den ersten und den zweiten Luftöffnungsbereich und ein zweiter Kanal für warme Luft zum Einführen der warmen Luft ausgebildet, die durch den Heizzwecken dienenden Wärmetauscher hindurchgeführt worden ist, direkt in den ersten Öffnungsbereich hinein. Ein Einlaßbereich des zweiten Kanals für warme Luft wird mittels der Klappe für warme Luft geöffnet und geschlossen. Bei der Doppelstrom-Betriebsart, bei der der erste Luftkanal und der zweite Luftkanal voneinander getrennt sind, wird die Klappe für warme Luft zu einer Position bewegt, in der der Einlaßbereich geöffnet ist und der Kanal für warme Luft in den ersten Luftkanal und in den zweiten Luftkanal aufgeteilt ist.
Weil die Klappe für warme Luft auf diese Weise als ein bewegbares Trennwandelement zum Getrennthalten der Innenluft und der Außenluft fungiert, kann der Raum für das Vorsehen eines stationären Trennwandelements verkleinert werden, so daß die Klimatisierungseinheit in ihrer Größe klein ausgebildet werden kann und ihre Bauweise vereinfacht werden kann.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung sind in Hinblick auf die Luftmischklappe zum Einstellen des Verhältnisses der Menge der Luft, die durch den Heizzwecken dienenden Wärmetauscher strömt, und der Menge der Luft, die durch den Bypasskanal für kühle Luft strömt, eine Hauptluft-Mischklappe und eine Hilfsluft-Mischklappe vorgesehen, die beide an der luftstromaufwärtigen Seite des Heizzwecken dienenden Wärmetauschers angeordnet sind und miteinander betätigt werden. Des weiteren verschließt bei der Doppelstrom-Betriebsart, bei der ein erster Luftkanal und ein zweiter Luftkanal voneinander getrennt sind, die Hauptluft-Mischklappe den Bypasskanal für kühle Luft vollständig, und teilt die Hilfssluft-Mischklappe den Raum an der luftstromaufwärtigen Seite des Heizzwecken dienenden Wärmetauschers in den ersten Luftkanal und in den zweiten Luftkanal auf.
Weil die Luftmischklappe auf diese Weise als ein bewegbares Trennwandelement zum Getrennthalten der Innenluft und der Außenluft fungiert, kann der Raum für das Vorsehen eines stationären Trennwandelements verkleinert werden. Des weiteren kann der Raum zum Verschwenken von zwei Luftmischklappen gemeinsam benutzt werden. Daher kann die Klimatisierungseinheit in ihrer Größe klein ausgebildet werden, und kann ihre Bauweise vereinfacht werden.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung sind aus der nachfolgenden Detailbeschreibung bevorzugter Ausführungsformen bei gleichzeitiger Betrachtung der beigefügten Zeichnungen leicht ersichtlich, in denen zeigen:
1 eine Ansicht mit der Darstellung des Gesamtaufbaus des Lüftungssystems einer ersten Ausführungsform;
2 einen Schnitt durch die Klimatisierungseinheit von 1;
3 einen Schnitt mit der Darstellung des Zustandes der Doppelstrom-Betriebsart bei der Fußraum-Luftauslaßbetriebsart bei der ersten Ausführungsform;
4 inen Schnitt mit der Darstellung des Zustandes der normalen Betriebsart bei der Fußraum-Luftauslaßbetriebsart bei der ersten Ausführungsform;
5 einen Schnitt mit der Darstellung des Zustandes der Doppelstrom-Betriebsart bei der Fußraum/Defroster-Luftauslaßbetriebsart bei der ersten Ausführungsform;
6 einen Schnitt mit der Darstellung des Zustandes der normalen Betriebsart bei der Fußraum/Defroster-Luftauslaßbetriebsart bei der ersten Ausführungsform;
7 einen Schnitt mit der Darstellung des Zustandes der Kopfraum-Luftauslaßbetriebsart bei der ersten Ausführungsform;
8 einen Schnitt mit der Darstellung des Zustandes der Bi-Level-Luftauslaßbetriebsart bei der ersten Ausführungsform;
9 einen Schnitt mit der Darstellung des Zustandes der Defroster-Luftauslaßbetriebsart bei der ersten Ausführungsform;
10 eine vergrößerte Ansicht mit der Darstellung des Hauptbereichs einer Betätigungseinrichtung für die Luftmischklappe in dem maximalen Heizzustand bei der ersten Ausführungsform;
11 eine vergrößerte Ansicht mit der Darstellung des Hauptbereichs der Betätigungseinrichtung für die Luftmischklappe bei dem maximalen Kühlzustand bei der ersten Ausführungsform;
12 Kennlinien der Arbeitsweise der Betätigungseinrichtung für die Luftmischklappe bei der ersten Ausführungsform;
13 eine vergrößerte Ansicht mit der Darstellung des Hauptbereichs einer Betätigungseinrichtung für eine Mischklappe für warme Luft in einem Zustand, bei dem der Einlaßbereich für warme Luft geschlossen ist, dies bei der ersten Ausführungsform;
14 eine vergrößerte Ansicht mit der Darstellung des Hauptbereichs der Betätigungseinrichtung für eine Mischklappe für warme Luft bei der Doppelstrom-Betriebsart für die erste Ausführungsform;
15A eine vergrößerte Ansicht mit der Darstellung einer Hilfsluft-Mischklappe bei der ersten Ausführungsform;
15B eine vergrößerte Ansicht mit der Darstellung einer Klappe für warme Luft bei der ersten Ausführungsform;
16 einen Schnitt entlang der Linie XVI-XVI von 2;
17 einen Schnitt mit der Darstellung einer Gebläseeinheit bei einer zweiten Ausführungsform
18 einen Schnitt mit der Darstellung einer Klimatisierungseinheit bei der zweiten Ausführungsform;
19A einen Schnitt durch die Klimatisierungseinheit bei der Betriebsart für die gesamte Außenluft, dies bei der zweiten Ausführungsform;
19B einen Schnitt durch die Gebläseeinheit mit der Betriebsart für die gesamte Außenluft, dies bei der zweiten Ausführungsform;
20A einen Schnitt durch die Klimatisierungseinheit bei der Doppelstrom-Betriebsart, dies bei der zweiten Ausführungsform;
20B einen Schnitt durch die Gebläseeinheit bei der Doppelstrom-Betriebsart, dies bei der zweiten Ausführungsform;
21A einen Schnitt durch die Klimatisierungseinheit bei einem Umschaltvorgang zwischen der Betriebsart für die gesamte Außenluft und der Doppelstrom-Betriebsart gemäß einem Vergleichsbeispiel;
21B einen Schnitt durch die Gebläseeinheit bei einem Umschaltvorgang zwischen der Betriebsart für die gesamte Außenluft und der Doppelstrom-Betriebsart bei einem Vergleichsbeispiel;
22A einen Schnitt durch die Klimatisierungseinheit bei einem Umschaltvorgang zwischen der Betriebsart für die gesamte Außenluft und der Doppelstrom-Betriebsart, dies bei der zweiten Ausführungsform;
22B einen Schnitt durch die Gebläseeinheit bei einem Umschaltvorgang zwischen der Betriebsart für die gesamte Außenluft und der Doppelstrom-Betriebsart, dies bei der zweiten Ausführungsform;
23 ein Schema mit der Darstellung eines elektrischen Steuersystems bei der zweiten Ausführungsform;
24 eine Diagramm mit der Darstellung von Steuerungskennlinien der Klappensteuerung bei der zweiten Ausführungsform;
25 eine vergrößerte Ansicht mit der Darstellung eines Spalts an dem oberen Endbereich der Hilfsluft-Mischklappe bei einer dritten Ausführungsform;
26 ein Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen dem Spalt an dem oberen Endbereich der Hilfsluft-Mischklappe und einem Innenluftmischungsprozentsatz bei der dritten Ausführungsform;
27 eine vergrößerte Ansicht mit der Darstellung der Betätigungseinrichtung für die Luftmischklappe und die Klappe für warme Luft bei dem normalen maximalen Heizzustand, dies bei der vierten Ausführungsform;
28 eine vergrößerte Ansicht mit der Darstellung der Klappenbetätigungseinrichtung von 26 bei der Doppelstrom-Betriebsart, dies bei der vierten Ausführungsform; und
29 eine vergrößerte Ansicht mit der Darstellung der Klappenbetätigungseinrichtung von 26 bei dem maximalen Kühlzustand, dies bei der vierten Ausführungsform.
Zunächst wird die erste Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. Diese Ausführungsform bezieht sich auf eine in einem Fahrzeug angebrachte Klimaanlage, bei der es schwierig ist, eine für den Heizvorgang ausreichende Wärmequelle sicherzustellen, beispielsweise bei einem Fahrzeug mit einem Dieselmotor, einem Elektro-Fahrzeug und einem Hybrid-Fahrzeug
1 ist eine schematische Ansicht mit der Darstellung des Gesamtaufbaus des Lüftungssystems der Klimaanlage; und 2 ist ein vertikaler Schnitt durch die Klimatisierungseinheit.
In 1 ist das Lüftungssystem der Klimaanlage hauptsächlich in zwei Teile, nämlich eine Gebläseeinheit 1 und eine Klimatisierungseinheit 100, aufgeteilt. Die Gebläseeinheit 1 ist am unteren Bereich des Armaturenbretts im Fahrgastraum und an einer gegenüber dem mittleren Bereich in Richtung auf den Beifahrersitz versetzten Stelle angeordnet. Die Gebläseeinheit 1 ist mit einem ersten und einem zweiten Innenluft-Einführungsanschluß 2 bzw. 2a zum Einführen von Innenluft (Luft im Fahrgastraum) und mit einem Außenluft-Einführungsanschluß 3 zum Einführen von Außenluft (Luft von außerhalb des Fahrgastraums) ausgestattet. Diese Einführungsanschlüsse 2, 2a und 3 werden mittels einer ersten und einer zweiter Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 4 bzw. 5 geöffnet und geschlossen.
Diese erste und diese zweite Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 4 bzw. 5 werden mit Hilfe von Drehwellen 4a bzw. 5a als Drehzentrum gedreht und mittels einer Hebeleinrichtung (nicht dargestellt) und eines Betätigungselements, beispielsweise eines Servomotors, entsprechend einem Steuersignal der Klimaanlage für die Innenluft/Außenluft-Einführungsbetriebsart betätigt.
In der Gebläseeinheit 1 sind ein erstes (Innenluft-)Lüfterrad 6 und ein zweites (Außenluft-)Lüfterrad 7 zum Blasen von den Einführungsanschlüssen 2, 2a und 3 aus eingeführter Luft angeordnet. Beide Lüfterräder 6 und 7 sind Mehrschaufel-Zentrifugallüfterräder (Chirocco-Lüfterräder) und werden mittels eines einzigen gemeinsamen Elektromotors (nicht dargestellt) in Umlauf versetzt.
2 zeigt den Zustand der Doppelstrom-Betriebsart (die weiter unten beschrieben wird). Weil die erste Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 4 den ersten Innenluft-Einführungsanschluß 2 öffnet und den Außenluftkanal 3a des Außenluft-Einführungskanals 3 schließt, wird die Innenluft in den Ansauganschluß 6a des ersten (Innenluft-)Lüfterrades 6 eingesaugt. Weil die zweite Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 5 den zweiten Innenluft-Einführungsanschluß 2a schließt und den Außenluftkanal 3b des Außenluft-Einführungsanschlusses 3 öffnet, wird andererseits die Außenluft in den Ansauganschluß 7a des zweiten (Außenluft-)Lüfterrades 7 eingesaugt.
Daher bläst in diesem Zustand das Lüfterrad 6 die Innenluft von dem Innenluft-Einführungsanschluß 2 aus in einen ersten (Innenluft-)Kanal 8, und bläst das zweite Lüfterrad 7 die Außenluft von dem Außenluft-Einführungsanschluß 3 aus in einen zweiten (Außenluft-)Kanal 9. Der erste Kanal 8 und der zweite Kanal 9 sind mittels einer Trennwandplatte 10 voneinander getrennt, die an dem ersten Lüfterrad 6 und dem zweiten Lüfterrad 7 angeordnet ist. Die Trennwandplatte 8 kann einstückig mit einem aus Kunststoff hergestellten Spiralgehäuse 10a zur Aufnahme der beiden Lüfterräder 6 und 7 ausgebildet sein.
Bei dieser Ausführungsform ist zur Sicherstellung sowohl einer Verbesserung der Heizkapazität als auch des Enteisens der Windschutzscheibe bei der Doppelstrom-Betriebsart die Menge der mittels des ersten Lüfters bei der Doppelstrom-Betriebsart geblasenen Innenluft größer eingestellt als die Menge der mittels des zweiten Lüfterrades 7 bei der Doppelstrom-Betriebsart geblasenen Außenluft.
Das heißt, unter Berücksichtigung des Luftströmungswiderstandes (Druckverlust) in dem ersten Kanal 8 und des Luftströmungswiderstandes (Druckverlust) bei der Doppelstrom-Betriebsart sind die Blaskapazität des ersten Lüfterrades 6 und die Blaskapazität des zweiter Lüfterrades 7 derart eingestellt, dass die Menge der mittels des ersten Lüfterrades 6 geblasenen Innenluft größer als die Menge der mittels des zweiten Lüfterrades 7 geblasenen Außenluft ist.
Ins Detail gehend ist die Querschnittsfläche des ersten Kanals 8 größer als die des zweiten Kanals 9 eingestellt, um den Luftströmungswiderstand (Druckverlust) im zweiten Kanal 9 im Vergleich zu dem ersten Kanal 8 zu verringern, die Blaskapazität des zweiten Lüfterrades 7 ist indem Fall einer Einzel-Lüftereinheit größer eingestellt als die des ersten Lüfterrades 6, oder das Verhältnis der Menge der Innenluft durch eine Kombination von Einstellungen des Luftströmungswiderstandes und der Blaskapazität zu dem der Außenluft ist bei der Doppelstrom-Betriebsart größer eingestellt.
Vorzugsweise wird das Verhältnis der Menge zwischen Innenluft und Außenluft insbesondere auf etwa 4,5:5,5 eingestellt, um sowohl die Heizleistung als auch das Enteisen der Windschutzscheibe sicherzustellen.
Die Klimatisierungseinheit 100 ist eine solche des Typs, bei dem sowohl ein Verdampfer (ein Kühlzwecken dienender Wärmetauscher) 12 und ein Heizkern (ein Heizzwecken dienender Wärmetauscher) 13 gemeinsam in einem einzigen Klimatisierungsgehäuse 11 untergebracht sind. Die Bauweise der Klimatisierungseinheit 100 wird ins Detail gehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
Das Klimatisierungsgehäuse 11 ist aus einem Kunststoff, der in einem gewissen Grad elastisch ist und eine erhöhte Festigkeit besitzt, beispielsweise aus Polypropylen, hergestellt und besteht aus einem rechten und einem linken Teilgehäuse je mit einer Teilungsfläche in vertikaler Richtung (in der Richtung von oben nach unten bzw. von unten nach oben bezogen auf das Fahrzeug) in 2. Das rechte und das linke Teilgehäuse werden mit Hilfe von Befestigungsmitteln, wie beispielsweise mittels eines Metallfederklips und einer Schraube, miteinander verbunden, nachdem die Wärmetauscher 12 und 13 und Bauteile wie beispielsweise eine Klappe (die weiter unten beschrieben wird) darin untergebracht sind, um das Klimatisierungsgehäuse 11 fertigzustellen.
Die Klimatisierungseinheit 100 ist an der Unterseite des Armaturenbretts im Fahrgastraum und im wesentlichen im zentralen Bereich gesehen in der Richtung – bezogen auf das Fahrzeug – von rechts nach links bzw. von links nach rechts angeordnet. In einem Bereich des Klimatisierungsgehäuses 11 ist an der – bezogen auf das Fahrzeug – vordersten Seite ein Lufteinlaß 14 ausgebildet, in den mittels der Gebläseeinheit 1 geblasene klimatisierte Luft einströmt. Der Lufteinlaß 14 ist an einer Seitenfläche des Beifahrersitzes offen und mit einem Luft-Auslaßbereich der Gebläseeinheit verbunden, der in einem Bereich an der Vorderseite des Beifahrersitzes angeordnet ist.
In dem Klimatisierungsgehäuse 11 ist der Verdampfer 12 an einem Bereich unmittelbar hinter dem Lufteinlaß 14 derart angeordnet, daß der Verdampfer die gesamten Querschnittsflächen des ersten und des zweiten Luftkanals 8 bzw. 9 kreuzt bzw. abdeckt. In hinlänglich bekannter Weise dient der Verdampfer 12 zum Kühlen der klimatisierten Luft durch Aufnahme von latenter Verdampfungswärme eines Kältemittels eines Kältekreises aus der zu klimatisierenden Luft. Gemäß Darstellung in 2 ist der Verdampfer 12 in der Richtung – bezogen auf das Fahrzeug – von vorn nach hinten bzw. von hinten nach vorn dünn und in dem Klimatisierungsgehäuse 11 in solcher Weise angeordnet, daß sich seine Längsrichtung in Richtung – bezogen auf das Fahrzeug – von oben nach unten bzw. von oben nach unten erstreckt.
Ein Luftkanal, der sich von dem Lufteinlaß 14 aus zu dem Verdampfer 12 hin erstreckt, ist mittels einer Trennwandplatte 15 in den ersten Luftkanal 8 an einer – bezogen auf das Fahrzeug – unteren Seite und in den zweiten Luftkanal 9 an einer – bezogen auf das Fahrzeug – oberen Seite unterteilt. Die Trennwandplatte 15 ist einstückig mit dem Klimatisierungsgehäuse 11 ausgebildet, und zwar unter Verwendung von Kunststoff, und ist ein stationäres Trennwandelement, das sich in horizontaler Richtung erstreckt.
An der luftstromabwärtigen Seite (an der – bezogen auf das Fahrzeug – rückwärtigen Seite) des Verdampfers 12 ist benachbart ein Heizkern 13 angeordnet, und zwar unter Ausbildung eines vorbestimmten Abstands. Der Heizkern 13 dient zum Wiedererwärmen kühler Luft, die durch den Verdampfer 12 hindurchgeströmt ist. In dem Heizkern 13 strömt Hochtemperatur-Kühlwasser (heißes Wasser) zum Kühlen des Fahrzeugmotors; und der Heizkern 13 heizt die Luft unter Verwendung des Kühlwassers als Wärmequelle auf. In gleicher Weise wie der Verdampfer 12 ist der Heizkern 13 in der Richtung – bezogen auf das Fahrzeug – von vorn nach hinten bzw. von hinten nach vorn dünn und in dem Klimatisierungsgehäuse in solcher Weise angeordnet, daß sich seine Längsrichtung in der Richtung – bezogen auf das Fahrzeug – von oben nach unten bzw. von unten nach oben erstreckt. Jedoch ist der Heizkern 13 gegenüber der vertikalen Richtung zu der Vorderseite des Fahrzeugs hin unter einem kleinen Winkel geneigt.
In dem Klimatisierungsgehäuse 11 ist ein Kühlwasser-Bypasskanal 16 an dem oberen Bereich des Heizkerns 13 ausgebildet, durch den hindurch die Luft (kühle Luft) strömt, wobei sie den Heizkern 13 im Bypass umgeht.
In dem Klimatisierungsgehäuse 11 sind zwischen dem Heizkern 13 und dem Verdampfer 12 eine plattenförmige Hauptluft-Mischklappe 17 und eine plattenförmige Hilfsluft-Mischklappe 18 zum Einstellen des Mengenverhältnisses zwischen warmer Luft, die im Heizkern 13 aufzuheizen ist, und kühler Luft, die den Heizkern 13 im Bypass umgeht (d. h. der kühlen Luft, die in dem Bypasskanal 16 strömt), vorgesehen. Beide Luftmischklappen 17 und 18 sind einstückig mit Drehwellen 17a bzw. 18a verbunden und mit den Drehwellen 17a und 18a in der Richtung – bezogen auf das Fahrzeug – von oben nach unten bzw. von unten nach oben drehbar.
Die Drehwellen 17a und 18a sind in dem Klimatisierungsgehäuse 11 drehbar gelagert, und jeder Endbereich der Drehwellen 17a und 18a steht nach außen vor und ist mit einer Hebeleinrichtung (nicht dargestellt) verbunden. Beide Luftmischklappen 17 und 18 werden gegenseitig verblockt mittels der Hebeleinrichtung und eines Betätigungselements, beispielsweise eines Servomotors, entsprechend einem Steuersignal der Klimaanlage für die Blaslufttemperatur betätigt.
Die Drehwelle 17a der Hauptluft-Mischklappe 17 ist an der oberen Seite der Drehwelle 18a der Hilfsluft-Mischklappe 18 angeordnet, und zwar unter Ausbildung eines vorbestimmten Abstandes, und beide Luftmischklappen 17 und 18 werden zu jeder Drehposition gedreht, ohne sich gegenseitig zu stören. Bei dem maximalen Kühlvorgang sind die Luftmischklappen 17 und 18 zu Positionen verschwenkt, an denen sie sich gegenseitig überlappen, wie in 2 mittels einer Strichpunktlinie mit zwei Punkten dargestellt ist, und zwar in einer solchen Weise, dass die beiden Luftmischklappen 17 und 18 durch Druck an einer vorstehenden Rippe an einer Seite des Klimatisierungsgehäuses 11 anliegen, um den Lufteinströmungskanal in den Heizkern 13 vollständig zu verschließen.
Bei dem maximalen Heizvorgang sind beide Luftmischklappen 17 und 18 zu den mittels ausgezogener Linien dargestellten Positionen gedreht und verschließt die Hauptluft-Mischklappe 17 die Einlaßöffnung 16a des Bypasskanals 16 für kühle Luft. Gleichzeitig ist der obere Endbereich der Hilfsluft-Mischklappe 18 an einer Position unmittelbar hinter dem Verdampfer 12 und in der Nähe einer Verlängerungslinie A der Trennwandplatte 15 angeordnet, so daß die Hilfsluft-Mischklappe 18 als ein bewegbares Trennwandelement zum Aufteilen des Luftkanals zwischen dem Verdampfer 12 und dem Heizkern 13 in den ersten Luftkanal 8 und dem zweiten Luftkanal 9 fungiert.
Bei dieser Ausführungsform wird der obere Endbereich der Hilfsluft-Mischklappe 18 von der Verlängerungslinie A der Trennwandplatte 15 aus zu dem zweiten Luftkanal 9 hin um einen vorbestimmten Abstand bewegt. Ganz besonders gemäß Darstellung in 15A ist der oberste Endbereich der Hilfsluft-Mischklappe 18 von der Verlängerungslinie A der Trennwandplatte 15 aus in Richtung auf den zweiten Luftkanal um eine vorbestimmte Strecke L1 (beispielsweise 2 mm) verschoben. Daher kann der gesamte obere Endbereich (die gesamte Dicke des oberen Endbereichs einschließlich eines Bereichs aus elastischem Material, der an einer Klappenbasisplatte befestigt ist) der Hilfsluft-Mischklappe 18 an einem Bereich an der Seite des zweiten Luftkanals 9 eintreten.
Die Drehbereiche der beiden Luftmischklappen 17 und 18 überlappen einander teilweise, wie mit Hilfe von kreisförmigen Bereichen 17b und 18b in 1 und 2 dargestellt ist. Auf diese Weise werden die Drehbereiche gemeinsam genutzt, und kann der Raum für den Einbau der beiden Luftmischklappen 17 und 18 verkleinert werden.
Weiterhin wird bei der Gestaltung, bei der die Drehbereiche 17b und 18b der beiden Luftmischklappen 17 und 18 einander teilweise überlappen, um die Funktion des Aufteilens des Kanals mittels der Hilfsluft-Mischklappe 18 zu verbessern, die nachfolgende Bauweise angewandt. Das heißt, an der Innenwandfläche (Wandflächen der Luftkanäle 8 und 9) des Klimatisierungsgehäuses 11 ist an einem Bereich, an dem sich die Drehbereiche 17b und 18b überlappen, eine Höhendifferenz (Stufe) 11b vorgesehen, die nur die Hilfsluft-Mischklappe 18 berührt, ohne die Hauptluft-Mischklappe 17 zu berühren.
Gemäß Darstellung in 16 ist die Höhendifferenz 11b einstückig mit dem aus Kunststoff hergestellten Klimatisierungsgehäuse ausgebildet. Die Höhendifferenz 11b ist durch Vergrößern der Wandfläche des Drehflächenbereichs 18b der Hilfsluft-Mischklappe 18 vom Gehäuse nach außen von der Wandfläche des Drehflächenbereichs 17b der Hauptluft-Mischklappe 17 ausgebildet.
Weil die Höhendifferenz 11b an jeder von zwei Gehäusewandfläche, die in vertikaler Richtung des Zeichnungsblattes (in der Richtung von links nach rechts bzw. von rechts nach links bezogen auf das Fahrzeug) einander gegenüberliegen, ausgebildet ist, berühren die Endbereiche in der Richtung der Drehwelle 18a der Hilfsluft-Mischklappe 18 die Höhendifferenz 11b.
Des weiteren ist die Höhendifferenz 11b insgesamt von dem Endbereich auf der Seite der Drehwelle 18a der Hilfsluft-Mischklappe 18 zu einem Endbereich auf der gegenüberliegenden Endseite der Drehwelle 18a ausgebildet, um so die Hilfsluft-Mischklappe 18 zu berühren.
Die Höhendifferenz 11b bildet eine Dichtungsfläche, wenn die Hilfsluft-Mischklappe 18 an der Position des maximalen Heizbetriebs angehalten ist.
In 16 ist eine Dichtungsfläche 11a, an der sich die Hauptluft-Mischklappe 17 bei dem maximalen Heizbetrieb befindet, so ausgebildet, daß sie von der Innenwandfläche des Klimatisierungsgehäuses 11 an dem Umfangsbereich der Einlaßöffnung 16a des Bypasskanals 16 für kühle Luft vorsteht. Die Dichtungsfläche 11a stellt einen Dichtungseffekt sicher, wenn die Hauptluft-Mischklappe 17 in der Position des maximalen Heizvorgangs angehalten ist.
Der Verdampfer 12 ist ein Typ, bei dem eine Vielzahl von flachen Röhrchen, deren jedes durch gegenseitiges Verbinden von zwei aus Aluminium oder dergleichen hergestellten dünnen Metallplatten ausgebildet ist, zur sandwichartigen Anordnung mit gewellten Rippen zwischen benachbarten flachen Röhrchen geschichtet und dann verlötetet. In dem Verdampfer 12 ist ein Luftkanal auf der Verlängerungslinie A durch eine Rippenfläche der gewellten Rippe oder durch eine flache Fläche des flachen Röhrchens gebildet, so daß der erste Luftkanal 8 und der zweite Luftkanal 9 in dem Verdampfer 12 voneinander getrennt sind.
In dem Klimatisierungsgehäuse 11 ist an einer bezüglich des Luftstroms stromabwärtigen Seite (an dem Bereich an der rückwärtigen Fahrzeugseite) eine Trennwand 19 einstückig mit dem Klimatisierungsgehäuse 11 vorgesehen, die sich in Richtung von oben nach unten bzw. von unten nach oben erstreckt, und zwar unter Bildung eines vorbestimmten Abstands zu dem Heizkern 13. Mittels der Trennwand 19 ist ein Warmluftkanal ausgebildet, der sich von einer Position gen Seite (an der oberen Seite) des Wärmeluftkanals ist dieser mit dem Bypasskanal 16 für kühle Luft an der oberen Seite des Heizkerns 13 verbunden, um zu einem Mischraum 20 für kühle Luft und warme Luft, zum Mischen der kühlen Luft und der warmen Luft, zu münden.
An dem unteren Endbereich der Trennwand 19 ist ein Einlaßabschnitt 21 für warme Luft geöffnet, der einer Fläche des Heizkerns 13 an der luftstromabwärtigen Seite gegenüber liegt. Der Einlaßabschnitt 21 für warme Luft wird mittels einer Klappe 22 für warme Luft geöffnet und geschlossen. Die Klappe 22 für warme Luft ist mit einer Drehwelle 23 verbunden, die an dem oberen Endbereich des Bypasseinlaßabschnitts für warme Luft drehbar angeordnet ist, und wird gemeinsam mit der Drehwelle 23 zwischen einer mittels der ausgezogenen Linie dargestellten Positionen und einer mittels einer strichpunktierten Linie mit zwei Punkten in 2 dargestellten Position gedreht. Bei dieser Ausführungsform wird die Klappe 22 für warme Luft mittels einer Hebeleinrichtung und eines Betätigungselements, beispielsweise mittels eines Servomotors, gemäß Darstellung in 13 und 14 entsprechend einem Steuersignal der Klimaanlage für die Blaslufttemperatur und einem Steuersignal für die Luftauslaß-Betriebsart betätigt.
Bei der Fußraum-Luftauslaßbetriebsart (die noch beschrieben wird) und der Fußraum/Defroster-Luftauslaßbetriebsart (die noch beschrieben wird) ist, wenn der maximale Heizvorgang (Doppelstrom-Betriebsart) eingestellt ist, die Klappe 22 für warme Luft zu der mittels einer ausgezogenen Linie in 2 dargestellten Stellung (der Stellung in der Nähe der Trennwandlinie B des Heizkerns 13) bewegt, so daß die Klappe 22 für warme Luft als ein bewegbares Trennwandelement zum Aufteilen des Kanals 19a für warme Luft unmittelbar hinter dem Heizkern 13 in den ersten Luftkanal 8 und in den zweiten Luftkanal 9 fungiert. Eine Stopp-Position der Klappe 22 für warme Luft ist so eingestellt, dass der obere Endbereich der Klappe 22 ähnlich der Hilfsluft-Mischklappe 18 von der Trennlinie B aus in Richtung auf den zweiten Luftkanal 9 um einen vorbestimmten Abstand verstellt wird.
Ganz besonders gemäß Darstellung in 15B ist der oberste Endbereich der Klappe 22 für warme Luft von der Trennlinie B des Heizkerns 13 aus in Richtung auf den zweiten Luftkanal 9 um eine vorbestimmte Strecke 12 (beispielsweise 3 mm) verschoben.
Der Heizkern 13 ist ein solcher eines Typs, bei dem eine Vielzahl von flachen Röhrchen, deren jedes durch gegenseitiges Verbinden von aus Aluminium oder dergleichen hergestellten dünnen Metallplatten unter Ausbildung eines flachen Querschnitts ist, zur sandwichartigen Anordnung mit gewellten Rippen zwischen benachbarten flachen Röhrchen geschichtet und dann verlötet. In dem Heizkern 13 ist ein Luftkanal auf der Trennwandlinie B mittels einer Rippenfläche der gewellten Rippe oder einer flachen Fläche des flachen Röhrchens gebildet, so daß der erste Luftkanal 8 und der zweite Luftkanal 9 in dem Heizkern 13 voneinander getrennt sind.
An der luftstromaufwärtigen Seite des Heizkerns 13 ist eine stationäre Trennwandplatte 24 einstückig mit dem Klimatisierungsgehäuse 11 zum Aufteilen zwischen der Trennwandlinie B und der Drehwelle 17a der Hilfsluft-Mischklappe 18 ausgebildet.
In dem oberen Flächenbereich des Klimatisierungsgehäuses 11 ist ein Defroster-Öffnungsbereich 25 an dem Bereich der – bezogen auf das Fahrzeug – vorderen Seite geöffnet. Klimatisierte Luft aus dem Mischraum 20 für kühle Luft und warme Luft, deren Temperatur gesteuert worden ist, strömt in den Defroster-Öffnungsbereich 25 ein und wird dann in Richtung auf die Innenfläche der Windschutzscheibe des Fahrzeugs über einen Defrosterkanal (nicht dargestellt) und einen Defroster-Luftauslaß (nicht dargestellt) aus geblasen. Eine Einlaßöffnung 25a, die in einem zu dem Defroster-Öffnungsbereich führenden Kanal vorgesehen ist, wird mittels der Defrosterklappe 26 geöffnet und geschlossen. Die Defrosterklappe 26 ist mittels einer Drehwelle 27 drehbar angeordnet.
In dem oberen Flächenbereich des Klimatisierungsgehäuses 11 ist ein Kopfraum-Öffnungsbereich 28 an einem Bereich der – bezogen auf das Fahrzeug – rückwärtigen Seite (an der Seite des Beifahrers) geöffnet. Die klimatisierte Luft aus dem Mischraum 20 für kühle Luft und warme Luft, deren Temperatur gesteuert worden ist, strömt in den Kopfraum-Öffnungsbereich 28 durch einen Verbindungsweg 36 hindurch ein und wird dann von einem Kopfraum-Luftauslaß an dem oberen Bereich des Armaturenbretts über einen Kopfraum-Kanal (nicht dargestellt) ausgeblasen.
An dem oberen Bereich der Seitenfläche an der – bezogen auf das Fahrzeug – rückwärtigen Seite des Klimagehäuses 11 ist ein Vordersitz-Fußraum-Öffnungsbereich 29 geöffnet. Die klimatisierte Luft aus dem Mischraum 20 für kühle Luft und warme Luft, deren Temperatur gesteuert worden ist, strömt in den Vordersitz-Fußraum-Öffnungsbereich 29 durch den Verbindungsweg 36 hindurch ein, und bei dem maximalen Heizvorgang strömt die warme Luft aus dem Einlaßabschnitt 21 für warme Luft durch dessen Öffnung in den Vordersitz-Fußraum-Öffnungsbereich 29 durch den Kanal 30 hindurch ein. Die warme Luft wird von dem Vordersitz-Fußraum-Luftauslaß aus in Richtung auf die Füße des Beifahrers durch einen Vordersitz-Fußraumkanal (nicht dargestellt) ausgeblasen.
Zwischen einer Einlaßöffnung 29a des Vordersitz-Fußraum-Öffnungsbereichs 29 und des Kopfraum-Öffnungsbereichs ist eine Fußraum/Kopfraum-Schaltklappe 31 angeordnet, die mittels einer Drehwelle 32 drehbar gelagert ist. Die Einlaßöffnung 29a des Vordersitz-Fußraum-Öffnungsbereichs 29 und des Kopfraum-Öffnungsbereichs 28 wird mittels der Klappe 31 selektiv geöffnet und geschlossen.
An dem unteren Bereich der Seitenfläche der – bezogen auf das Fahrzeug – rückwärtigen Seite (an der Seite des Beifahrers) des Klimagehäuses 11 ist ein Rücksitz-Fußraum-Öffnungsbereich 33 geöffnet, der einer Position unmittelbar hinter dem Einlaßabschnitt 21 für warme Luft gegenüberliegt. Die warme Luft aus dem Einlassabschnitt 21 für warme Luft und dem Kanal 30 strömt in den Rücksitz-Fußraum-Öffnungsbereich 33 ein und wird von einem Rücksitz-Fußraumluftauslaß (nicht dargestellt) aus zu den Füßen des Fahrgastes auf dem Rücksitz durch einen Rücksitz-Fußraumkanal (nicht dargestellt) hindurch ausgeblasen.
Des Weiteren ist an dem unteren Endbereich des Einlaßabschnitts 21 für warme Luft eine Führungsplatte zum Führen der warmen Luft in Richtung zu dem Luftkanal 30 vorgesehen.
Bei dieser Ausführungsform wird bei der Doppelstrom-Betriebsart während der Fußraum-Luftauslaßbetriebsart an der luftstromabwärtigen Seite des Heizkerns 13 die Klappe 22 für warme Luft zu der mittels einer ausgezogenen Linie dargestellten Stellung betätigt, um den ersten und den zweiten Luftkanal 8 bzw. 9 zu trennen und den Verbindungsweg 36 zu öffnen. Auf diese Weise stehen der erste und der zweite Luftkanal 8 bzw. 9 an einer Steile in der Nähe des Fußraum-Öffnungsbereich 29 für einen Vordersitz miteinander in Verbindung.
Die Defrosterklappe 26 und die Fußraum/Kopfraum-Schaltklappe 31 sind über eine Hebeleinrichtung (nicht dargestellt) verbunden und werden gegenseitig verblockt mittels eines Betätigungselements, beispielsweise eines Servomotors, entsprechend einem Steuersignal der Klimaanlage für die Luftauslaßbetriebsart betätigt.
Jede der obenbeschriebenen Klappen 4, 5, 17, 18, 22, 26 und 31 weist die gleiche Struktur in der Form einer einzigen Einheit auf und weist eine aus Kunststoff oder Metall hergestellte Klappenbasisplatte auf, die einstückig mit den entsprechenden Drehwellen 4a, 5a, 17a, 18a, 23, 27 bzw. 32 verbunden und auf beiden Seiten mit elastischen Abdichtungsmaterialien überzogen ist.
Bei dieser Ausführungsform bilden die Klappe 22 für warme Luft und die Fußraum/Kopfraum-Schaltklappe 31 eine Klappeneinrichtung für den Fußraum.
Als nächstes wird die Arbeitsweise dieser Ausführungsform mit der obenbeschriebenen Bauweise beschrieben.
Die Klimaanlage ist mit einer elektronischen Steuereinheit (nicht dargestellt) ausgestattet, der ein Arbeitssignal von jedem von zahlreichen Arbeitselementen und ein Sensorsignal von jedem von zahlreichen Klimatisierungssensoren eingegeben wird, und jede Position der Klappen 4, 5, 17, 18, 22, 26 und 31 wird mit Hilfe von Ausgangssignalen der Steuereinheit gesteuert.
1 bis 3 zeigen einen Zustand, bei dem die Doppelstrom-Betriebsart eingestellt ist, wenn der maximale Heizzustand bei der Fußraum-Luftauslaßbetriebsart eingestellt ist. In diesem Zustand steht der erste Innenluft-Einführungsanschluß 2 mit dem Ansauganschluß 6a des ersten Lüfterrades 6 in Verbindung, und steht weiter der Außenluft-Einführungsanschluß 3 mit dem Ansauganschluß 7a des zweiten Lüfterrades 7 in der Gebläseeinheit 1 in Verbindung. Daher bläst in diesem Zustand das erste Lüfterrad 6 die Innenluft von dem Innenluft-Einführungsanschluß 2 aus in den ersten Kanal 8 ein, und bläst das zweite Lüfterrad 6 die Außenluft von dem Außenluft-Einführungsanschluß 3 aus in den zweiten Kanal 9 ein.
Des weiteren sind bei der Klimatisierungseinheit 100 die beiden Luftmischklappen 17 und 18 zu den mittels ausgezogener Linien dargestellten Positionen bewegt, so daß die Hauptluft-Mischklappe 17 den Einlaßanschluß 16a des Bypasskanals 16 für kühle Luftvollständig verschließt, und gleichzeitig ist der obere Endbereich der Hilfsluft-Mischklappe 18 an einer Position unmittelbar hinter dem Verdampfer 12 angeordnet und von der Verlängerungslinie A der Trennwandplatte 15 aus in Richtung auf den zweiten Luftkanal 9 um einen vorbestimmten Abstand verschoben. Auf diese Weise fungiert die Hilfsluft-Mischklappe 18 als das bewegbare Trennwandelement zum Aufteilen des Luftkanals zwischen dem Verdampfer 12 und dem Heizkern 13 in den ersten Luftkanal 8 und in den zweiten Luftkanal 9.
Die Klappe 22 für warme Luft wird zu der mittels einer ausgezogenen Linie I dargestellten Position bewegt, so daß die Klappe 22 für warme Luft als das bewegbare Trennwandelement zum Aufteilen des Warmluftkanals 19a analog zum ersten Luftkanal 8 und zweiten Luftkanal 9 fungiert und den Einlaßabschnitt 21 für warme Luft öffnet.
Die Defrosterklappe 26 wird zu einer Zwischenposition zwischen dem Verbindungsweg 36 und der Einlaßöffnung 25a des Defroster-Öffnungsbereichs 25 bewegt, um sowohl den Verbindungsweg 36 als auch den Defroster-Öffnungsbereich 25 zu öffnen. Die Fußraum/Kopfraum-Schaltklappe 31 verschließt den Fußraum-Öffnungsbereich 28 und öffnet den Fußraum-Öffnungsbereich 29 für einen Vordersitz.
Daher strömen unter der Einwirkung der arbeitenden Lüfterräder 6 und 7 die Innenluft von dem Innenluft-Einführungsanschluß 2 aus und die Außenluft von dem Außenluft-Einführungsanschluß 3 aus getrennt in den ersten Luftkanal 8 und in den zweiten Luftkanal 9, während sie mittels der Trennwandelemente 10, 15, 18 und 22 getrennt werden. Die gesamte Innenluft und die Außenluft strömen durch den Heizkern 13 und werden maximal erhitzt.
Nach dem Aufheizen in dem Heizkern 13 strömt die Innenluft durch den Einlaßabschnitt 23 für warme Luft und den Kanal 30 und zu den Öffnungsbereichen 29 und 33 für den Vordersitz und den Rücksitz. Andererseits strömt die Außenluft, nachdem sie in dem Heizkern 13 erwärmt worden ist, durch den ersten Kanal 19a für warme Luft hindurch an der Oberseite der Klappe 22 für warme Luft und zu dem Mischraum 20 für kühle Luft und warme Luft, und wird die Außenluft von da ab in zwei Ströme aufgeteilt. Einer der Außenluftströme strömt in den Defroster-Öffnungsbereich 25 ein, und der andere Außenluftstrom strömt in den Vordersitz-Fußraum-Öffnungsbereich 29 durch den Verbindungsweg 36 hindurch ein.
Demzufolge strömt die warme Luft, die durch Erhitzen von Außenluft mit geringer Feuchtigkeit erzeugt worden ist, in den Defroster-Öffnungsbereich 25 ein, und wird die warme Luft mit geringer Feuchtigkeit in Richtung auf die Innenfläche der Windschutzscheibe ausgeblassen, so daß der Vorgang des Enteisens der Windschutzscheibe zufriedenstellend gewährleistet werden kann. Des weiteren wird die warme Luft mit hoher Temperatur, die durch Erhitzen der Innenluft erzeugt worden ist, hauptsächlich in den Vordersitz- und in den Rücksitz-Fußraum-Öffnungsbereich 29 bzw. 33 eingeblasen, so daß die Heizwirkung verbessert werden kann. In 2 gibt ein Pfeil C den Strom der Innenluft an, während ein Pfeil D den Strom der Außenluft angibt.
Zu diesem Zeitpunkt wird das Verhältnis der Menge der in den Defroster-Öffnungsbereich 25 eingeblasenen Luft und der Menge der in die Fußraum-Öffnungsbereiche 29 und 33 eingeblasenen Luft durch Betätigung der Defrosterklappe 26 in die Zwischenstellung der Defrosterklappe 26 gesteuert, um die Außenluft in dem zweiten Luftkanal 9 in den Vordersitz-Öffnungsbereich 29 einzuführen, so daß die Menge der in die Fußraum-Öffnungsbereiche 29 und 33 eingeblasenen Luft auf etwa 80% und die Menge der in den Defroster-Öffnungsbereich 25 eingeblasenen Luft auf etwa 20% eingestellt wird.
Des weiteren besteht ein beachtenswerter Punkt bei der Doppelstrom-Betriebsart darin, dass obwohl der Verbindungsweg 36 geöffnet ist, der den ersten Luftkanal 8 und den zweiten Luftkanal 9 an der stromabwärtigen Seite des Heizkerns 13 miteinander verbindet, die Innenluft wirksam daran gehindert wird, in den Defroster-Öffnungsbereich 25 einzuströmen.
Wie oben beschrieben ist die Menge der Außenluft größer als die der. Innenluft (insbesondere ist das Verhältnis auf etwa 4,5:5,5 eingestellt). Des weiteren wird die Außenluft mittels der Defrosterklappe 26 so geführt, dass die Außenluft, die die Position des Mischraums 20 für kühle Luft und warme Luft erreicht hat, dem Verbindungsweg 36 mit dynamischem Druck zugeführt wird. Der Luftströmungswiderstand in dem Vordersitz- und in dem Rücksitz-Öffnungsbereich 29 bzw. 33 ist ausreichend kleiner als der in dem Defroster-Öffnungsbereich 25. Daher wird der dynamische Druck der Innenluft, die den Bereich des Vordersitz-Fußraum-Öffnungsbereichs 29 erreicht hat, in den Vordersitz-Fußraum-Öffnungsbereich 29 freigesetzt und herabgesetzt, und es wird verhindert, dass die Innenluft in dem Verbindungsweg 36 zurückströmt und in die Außenluft in dem Defroster-Öffnungsbereich 25 eingemischt wird.
Weil die Hilfsluft-Mischklappe 18 die Höhendifferenz 11b berührt, wenn die Hilfsluft-Mischklappe in der Position für den maximalen Heizbetrieb angehalten wird, um die Dichtungsfläche zu bilden, kann des weiteren die Funktion des Aufteilens in den ersten Luftkanal 8 und in den zweiten Luftkanal 9 verbessert werden. Daher kann das Voneinandergetrennthalten zwischen der Außenluft und der Innenluft weiter verbessert werden.
Auf diese Weise ist es möglich zu verhindern, daß die Innenluft in den Bereich der Außenluftströmung durch den Spalt an dem oberen Endbereich der Klappe 22 für warme Luft hindurch einströmt.
Des weiteren ist bei der Doppelstrom-Betriebsart der obere Endbereich der Hilfsluft-Mischklappe 18 von der Verlängerungslinie A der Trennwandplatte 15 aus in Richtung zu einem Bereich des zweiten Luftkanals 9 (dem laminaren Bereich der Außenluft) um die vorbestimmte Strecke L1 verschoben und ist der obere Endbereich Klappe 22 für warme Luft von der Verlängerungslinie B innerhalb des Heizkerns 13 aus in Richtung auf einen Bereich des zweiten Luftkanals (dem laminaren Bereich der Außenluft) um die vorbestimmte Strecke 12 verschoben.
Der dynamische Druck der Außenluft in dem zweiten Luftkanal 9 kommt auf Spalten an den oberen Endbereichen der Hilfsluft-Mischklappe 18 und der Klappe 22 für warme Luft zur Einwirkung, und die Außenluft kann in den Spalt einströmen. Jedoch ist es entsprechend der obigen Bauweise möglich, in zufriedenstellender Weise zu verhindern, daß die Innenluft in dem ersten Luftkanal 8 in den laminaren Bereich der Außenluft durch den Spalt hindurch austritt.
Bei der Fußraum-Auslaßbetriebsart ist, wenn die beiden Mischklappen 17 und 18 von dem maximalen Heizzustand zu der mittleren Öffnungsposition zur Steuerung der Temperatur der Blasluft bewegt sind, die Klimatisierungseinheit 100 in einen Zustand einer normalen Betriebsart gemäß Darstellung in 4 verbracht. In diesem Zustand der normalen Betriebsart sind die beiden Luftmischklappen 17 und 18 zu der mittleren Öffnungsposition bewegt, und öffnet die Hauptluft-Mischklappe 17 den Bypasskanal 16 für kühle Luft. Daher strömt die kühle Luft durch den Bypasskanal 16 für kühle Luft und direkt in den Mischraum 20 für kühle Luft und warme Luft, wobei sie den Heizkern 13 im Bypass umgeht.
Verbunden mit den Betätigungen der beiden Luftmischklappen 17 und 18 wird die Klappe 22 für warme Luft zu der mittels einer ausgezogenen Linie dargestellten Position bewegt, in der der Einlaßabschnitt 21 für warme Luft geschlossen ist und die Aufteilungsfunktion für den Kanal 19a für warme Luft unmittelbar hinter dem Heizkern 13 ausgeschlossen ist.
Daher bewegt sich die gesamte warme Luft, die bei ihrem Hindurchtritt durch den Heizkern 13 erhitzt worden ist, in dem Kanal 19a für warme Luft, und wird sie dann mit kühler Luft aus dem Bypasskanal 16 für kühle Luft in dem Raum 20 gemischt, so daß warme Luft mit einer gewünschten Temperatur erreicht werden kann. Der größte Teil der warmen Luft strömt durch den Verbindungsweg 36 und zu dem Vordersitz- und dem Rücksitz-Fußraum-Öffnungsbereich 29 bzw. 33 hin und wird in Richtung auf die Füße der Fahrgäste ausgeblasen.
Die restliche warme Luft in dem Raum 20 wird zu dem Defroster-Öffnungsbereich 25 geführt und in Richtung auf die Innenfläche der Windschutzscheibe ausgeblasen.
Bei der Fußraum-Luftauslaßbetriebsart, in der eine in 4 dargestellte Temperatursteuerung vorliegt, wird die maximale Heizkapazität nicht benötigt.
Daher wird bei der Innenluft/Außenluft-Einführungsbetriebsart eine Betriebsart für die gesamte Außenluft eingestellt, bei der sowohl der erste als auch der zweite Innenluft-Einführungsanschluß 2 bzw. 2a geschlossen sind und nur der Außenluft-Einführungsanschluß 3 geöffnet ist. Jedoch kann durch eine manuelle Betätigung seitens eines Fahrgastes eine Betriebsart für die gesamte Innenluft eingestellt werden, bei der der Außenluft-Einführungsanschluß 3 geschlossen ist und der erste und der zweite Innenluft-Einführungsanschluß 2 bzw. 2a geöffnet sind, oder eine Betriebsart für eine Innenluft/Außenluft-Mischung eingestellt werden, bei der wie oben beschrieben die Innenluft und die Außenluft gleichzeitig eingeführt werden.
Bei der Fußraum-Luftauslaßbetriebsart wird, weil die Menge der in Richtung auf den Vordersitz- und den Rücksitz-Fußraum-Öffnungsbereich 29 bzw. 33 geblasenen Luft durch das Schließen des Einlaßabschnitts 21 für warme Luft verkleinert werden kann, die Defrosterklappe 26 aus der in 3 dargestellten Position zu der in 4 dargestellten Position verstellt, in der die Öffnungsfläche des Verbindungswegs 36 vergrößert wird, um eine Verringerung der Menge der Blasluft zu verhindern.
5 zeigt einen Zustand, bei dem die Doppelstrom-Betriebsart eingestellt ist, wenn der maximale Heizzustand bei der Fußraum/Defroster-Luftauslaßbetriebsart eingestellt ist, bei der die Menge der von dem Vordersitz- und von dem Rücksitz-Fußraum-Öffnungsbereich 29 bzw. 33 aus ausgeblasenen Luft etwa gleich derjenigen von dem Defroster-Öffnungsbereich 25 ist. Bei der Doppelstrom-Betriebsart während der Fußraum/Defroster-Luftauslaßbetriebsart ist, wie aus einem Vergleich mit 3 zu ersehen ist, die Defrosterklappe 26 zu einer Position zum Schließen des Verbindungswegs 36 verstellt.
Auf diese Weise ist es, weil es keinen Strom von Luft gibt, der von dem Verbindungsweg 36 aus in Richtung zu dem Vordersitz-Öffnungsbereich 29 hin strömt, möglich, die Menge der von dem Vordersitz- und von dem Rücksitz-Öffnungsbereich 29 bzw. 33 aus ausgeblasenen Luft etwa gleich der Menge der von dem Defroster-Öffnungsbereich 25 aus ausgeblasenen Luft einzustellen. Die anderen Punkte sind die gleichen wie diejenigen bei der Doppelstrom-Betriebsart bei der Fußraum-Luftauslaßbetriebsart.
Weil der Luftströmungswiderstand jedes Bereichs in der Klimatisierungseinheit 100 für jedes Produkt variiert, kann die Defrosterklappe 26 zu einer Position verstellt werden, bei der der Verbindungsweg 36 etwas geöffnet ist. Auf diese Weise strömt bei der Doppelstrom-Betriebsart, nicht nur bei der Fußraum-Luftauslaßbetriebsart, sondern auch bei der Fußraum/Defroster-Luftauslaßbetriebsart, die Außenluft von dem zweiten Luftkanal in den Vordersitz-Fußraum-Öffnungsbereich 29 durch den Verbindungsbereich 36 hindurch ein.
6 zeigt den Zustand der normalen Betriebsart, bei der die beiden Mischklappen 17 und 18 aus der Position für den maximalen Heizzustand zu einer mittleren Position bei der Fußraum/Defroster-Luftauslaßbetriebsart zur Steuerung der Temperatur der Blasluft verstellt sind. In diesem Zustand der normalen Betriebsart, die mit der Betätigung der beiden Luftmischklappen 17 und 18 verbunden ist, wird die Klappe 22 für warme Luft zu der in 6 mittels einer ausgezogenen Linie dargestellten Position bewegt, um den Einlaßabschnitt 21 für warme Luft zu schließen. Zur Sicherstellung eines Luftströmungskanals in Richtung auf den Vordersitz- und den Rücksitz-Fußraum-Öffnungsbereich 29 bzw. 33 wird die Defrosterklappe 26 zu der in 6 dargestellten mittleren Position bewegt, um das Luftmengenverhältnis aufrechtzuerhalten, bei dem die Menge der in Richtung auf die Fußraum-Öffnungsbereiche 29 und 33 geblasenen Luft etwa gleich derjenigen ist, die in Richtung auf den Defroster-Öffnungsbereich 25 geblasen wird.
7 zeigt den Zustand der Kopfraum-Luftauslaßbetriebsart, bei der die Klappen 22, 26 und 31 zu den mittels ausgezogener Linie dargestellten Positionen bewegt sind, um nur einen Luftkanal in den Kopfraum-Öffnungsbereich 28 zu öffnen. Die beiden Luftmischklappen 17 und 18 sind bei dem maximalen Kühlzustand zum vollständigen Schließen eines Lufteinströmungskanals in den Heizkern 13 betätigt. Daher strömt die gesamte in dem Verdampfer 12 gekühlte kühle Luft durch den Bypasskanal 16, und wird sie in Richtung auf den Kopfraum-Öffnungsbereich 28 ausgeblasen.
Durch Bewegen der beiden Luftmischklappen 17 und 18 aus der Position für den maximalen Kühlzustand zu der Position für den maximalen Heizzustand kann die Temperatur der Blasluft bei der Kopfraum-Luftauslaßbetriebsart frei eingestellt werden.
8 zeigt den Zustand der Bi-Level-Luftauslaßbetriebsart, bei der die Fußraum/Kopfraum-Schaltklappe 32 aus der Position der Kopfraum-Luftauslaßbetriebsart zu einer mittleren Position bewegt ist, bei der ein Luftkanal in Richtung auf den Kopfraum-Öffnungsbereich 28 und ein Luftkanal in Richtung auf die Fußraum-Öffnungsbereiche 29 und 33 gleichzeitig geöffnet sind. Auf diese Weise wird die kühle Luft von dem Bypasskanal 16 für kühle Luft aus hauptsächlich in Richtung auf den Kopfraum-Öffnungsbereich 28 ausgeblasen, und wird die warme Luft von dem Kanal 19a für warme Luft aus hauptsächlich in die Fußraum-Öffnungsbereiche 29 und 33 eingeblasen. Daher ist die Temperatur der in Richtung auf den Kopfraum-Öffnungsbereich 28 eingeblasenen Luft niedriger als diejenige der Luft in Richtung auf die Fußraum-Öffnungsbereiche 29 und 33, so daß eine Temperaturverteilung der Blasluft zum Kühlen des Kopfbereichs und zum Erwärmen des Fußbereichs erreicht werden kann.
9 zeigt den Zustand der Defroster-Luftauslaßbetriebsart, bei der die Klappen 22, 26 und 31 zu den mittels ausgezogener Linien dargestellten Positionen bewegt sind, um nur einen Luftkanal zu dem Defroster-Öffnungsbereich 25 hin zu öffnen. Die beiden Luftmischklappen 17 und 18 sind bei dem maximalen Heizzustand zum vollständigen Schließen des Bypasskanals 16 für kühle Luft eingestellt; jedoch kann durch Verschwenken der beiden Luftmischklappen 17 und 18 aus der Position für den maximalen Heizzustand in Richtung auf die Position für maximalen Kühlzustand die Temperatur der Blasluft bei der Defroster-Luftauslaßbetriebsart frei eingestellt werden. Des weiteren ist bei der Defroster-Luftauslaßbetriebsart Klappe 22 für warme Luft zu einer Position bewegt, bei der der Einlaßabschnitt 21 für warme Luft geschlossen ist, so dass verhindert ist, daß die warme Luft in Richtung auf den Kanal 30 für warme Luft strömt.
10 und 11 zeigen insbesondere eine Hebeleinrichtung 40 zum gegenseitig verblockten Betätigen der beiden Platten der Luftmischklappen 17 und 18 und einen Servomotor (Betätigungselement) 50 zum Betätigen der Klappen. Jede der Drehwellen 17a und 18a der Luftmischklappen 17 und 18 steht außenseitig des Klimatisierungsgehäuses 11 vor und die vorstehenden Endbereiche sind mit einem Endbereich der angetriebenen Hebel 41 und 42 verbunden. in den angetriebenen Hebeln 41 und 42 sind Nockennuten 41a bzw. 42a ausgebildet.
Andererseits ist der Servomotor 50 an einem Bereich an der von den Drehwellen 17a und 18a aus vorderen Fahrzeugseite der Außenwandfläche des Klimatisierungsgehäuses 11 mit Hilfe von Befestigungsmitteln, wie beispielsweise einer Schraube, befestigt. In einem Motorgehäuse 51 des Servomotors 50 sind ein Motoreinrichtungsbereich (nicht dargestellt) und eine Ausgangswelle 52 untergebracht. Die Axialrichtung der Ausgangswelle 52 erstreckt sich in Vertikalrichtung des Zeichnungsblattes (in der Richtung des Fahrzeugs von links nach rechts bzw. rechts nach links) der 10 und 11.
Der Bereich des Drehzentrums des Betätigungshebels 43, der einstückig in gabelförmiger Gestalt ausgebildet ist, ist mit der Ausgangswelle 52 verbunden, so daß sich die Ausgangswelle 52 und der Betätigungshebel 43 gemeinsam drehen. Stifte 43c und 43d sind an den oberen Enden eines ersten Hebelbereichs 43a und eines zweiten Hebelbereichs 43b des Betätigungshebels 43 vorgesehen. Die Stifte 43c und 43d sind verschiebbar in den Nockennuten 41a und 42a der angetriebenen Hebel 41 bzw. 42 eingesetzt.
10 zeigt Drehstellungen der Luftmischklappen 17 und 18 bei dem maximalen Heizzustand (einschließlich der Doppelstrom-Betriebsart), und 11 zeigt Drehstellungen der Luftmischklappen 17 und 18 bei dem maximalen Kühlzustand.
Da die Hebeleinrichtung 40 und der Servomotor 50 zur Betätigung der Klappen wie oben beschrieben gestaltet sind, drehen sich, wenn sich die Ausgangswelle 52 des Servomotors 50 dreht, die Drehwellen 17a und 18a der beiden Luftmischklappen 17 und 18 über den Betätigungshebel 43 und die angetriebenen Hebel 41 und 42, und drehen sich die beiden Luftmischklappen 17 und 18 gegenseitig verblockt.
12 zeigen Kennlinien der Klappenbetätigung, wobei die horizontale Achse den Drehwinkel, d. h. den Betätigungswinkel, des Servomotors 50 angibt, und die vertikale Achse die Drehwinkel, d. h. die angetriebenen Winkel, der Luftmischklappen 17 und 28 angibt. Entsprechend den Kennlinien von 12 für die Klappenbetätigung dreht sich zuerst die Hauptluft-Mischklappe 17 aus der maximalen Kühlstellung (der Betätigungswinkel ist 0°), und beginnt die Hilfsluft-Mischklappe 18 etwas später sich zu drehen. Bei dem maximalen Heizvorgang beendet zuerst die Hilfsluft-Mischklappe 18 ihre Drehbewegung, und beendet danach die Hauptluft-Mischklappe 17 ihre Drehbewegung.
Entsprechend den Kennlinien von 12 für die Klappenbetätigung dreht sich bei dem maximalen Heizbetrieb die Hilfsluft-Mischklappe 18 zu der vorbestimmten Aufteilungsposition (der Position, bei der die Hilfsluft-Mischklappe 18 von der Aufteilungslinie A des Verdampfers 12 aus in Richtung zu der Außenluft um eine vorbestimmte Strecke bewegt ist), wie in 15A dargestellt ist.
13 und 14 zeigt eine Hebeleinrichtung 60 für die Drehbewegung der Klappe 22 für warme Luft und einen Servomotor (Betätigungselement) zur Betätigung der Klappe. Die Drehwelle 23 der Klappe 22 für warme Luft steht außerhalb des Klimatisierungsgehäuses 11 vor, und der vorstehende Endbereich ist einstückig mit einem Endbereich eines angetriebenen Hebels 61 verbunden. In dem angetriebenen Hebel 61 ist eine Nockennut 61a ausgebildet.
Andererseits ist der Servomotor 70 an einem Bereich an der von der Drehwelle 23 aus vorderen Fahrzeugseite der Außenwandfläche des Klimatisierungsgehäuses 11 mittels eines Befestigungsmittels, wie beispielsweise einer Schraube befestigt. In einem Motorgehäuse 71 des Servomotors 50 sind ein Motoreinrichtungsbereich (nicht dargestellt) und eine Ausgangswelle 72 untergebracht. Die Axialrichtung der Ausgangswelle 72 erstreckt sich in vertikaler Richtung des Zeichnungsblattes (in der Richtung des Fahrzeugs von rechts nach links bzw. von links nach rechts) von 13 und 14.
Der Bereich des Drehzentrums des Betätigungshebels 73 ist einstückig mit der Ausgangswelle 72 verbunden, so daß sich die Ausgangswelle 72 und der Betätigungshebel 73 gemeinsam drehen. Ein Zapfen 73a ist an dem oberen Ende des Betätigungshebels 73 vorgesehen. Der Zapfen 73a ist verschiebbar in der Nockennut 61a des angetriebenen Hebels 61 eingesetzt.
13 zeigt einen Zustand, bei dem die Klappe 22 für warme Luft den Einlaßabschnitt 21 für warme Luft verschließt, und 14 zeigt einen Zustand, bei dem die Klappe 22 für warme Luft den ersten Warmluftkanal 19a an einer Position unmittelbar hinter dem Heizkern 13 analog zum ersten Luftkanal 8 und zweiten Luftkanal 9 aufteilt.
Da die Hebeleinrichtung 60 und der Servomotor 70 zum Betätigen der Klappe wie oben beschrieben gestaltet sind, dreht sich, wenn sich die Ausgangswelle 72 des Servomotors 70 dreht, die Drehwelle 23 der Klappe 22 für warme Luft über den Betätigungshebel 73 und den angetriebenen Hebel 61, und dreht sich die Klappe 22 für warme Luft zwischen der in 13 dargestellten Stellung und der in 14 dargestellten Stellung.
Bei der ersten Ausführungsform wird die Klappe 22 für warme Luft mittels der Betätigungseinrichtung betätigt, die unabhängig von der Betätigungseinrichtung (Hebeleinrichtung und Betätigungszwecken dienendem Servomotor) der Luftmischklappen 17 und 18 vorgesehen ist; jedoch kann die Klappe 22 für warme Luft mittels der Betätigungseinrichtung der Luftmischklappen 17 und 18 gemeinsam betätigt werden.
Beispielsweise ist die Drehwelle 23 der Klappe 22 für warme Luft mit der Ausgangswelle des Betätigungszwecken dienenden Servomotors der Luftmischklappen 17 und 18 über eine Hebeleinrichtung verbunden. Des weiteren ist bei den über die Fußraum-Luftauslaßbetriebsart und die Fußraum/Defroster-Luftauslaßbetriebsart hinausgehenden anderen Luftauslaßbetriebsarten, beispielsweise bei der Defroster-Luftauslaßbetriebsart, selbst dann, wenn die beiden Luftmischklappen 17 und 18 zu der Position für den maximalen Heizzustand verschwenkt sind, die Klappe 22 für warme Luft in der Schließposition (die mittels einer strichpunktierten Linie mit zwei Punkten in 2 dargestellt ist) gehalten, bei der der Einlaßabschnitt 21 für warme Luft geschlossen ist; und nur bei dem maximalen Heizbetrieb bei der Fußraum-Luftauslaßbetriebsart und der Fußraum/Defroster-Luftauslaßbetriebsart ist die Klappe 22 für warme Luft aus der Schließposition zu einer Aufteilungsposition verstellt.
Für diese Arbeitsweise ist bei dem maximalen Heizbetrieb bei der Fußraum-Luftauslaßbetriebsart und der Fußraum/Defroster-Luftauslaßbetriebsart die Größe der Drehbewegung des Betätigungszwecken dienenden Servomotors der Luftmischklappe im Vergleich mit dem maximalen Heizbetrieb bei den anderen Luftauslaßbetriebsarten vergrößert; und durch die Vergrößerung der Drehbewegung des Servomotors kann die Klappe 22 für warme Luft aus der Schließposition zu der Aufteilungsposition verstellt werden, wobei die beiden Luftmischklappen 17 und 18 in der Position für den maximalen Heizzustand gehalten bleiben.
Die vorstehend dargestellte Lehre kann auch Anwendung finden bei einer Klimaanlage ohne Rücksitz-Öffnungsbereich 33 der ersten Ausführungsform.
Des weiteren kommt bei der ersten Ausführungsform der einzigen Klappe 22 für warme Luft nicht nur die Funktion eines bewegbaren Trennwandelements bei der Doppelstrom-Betriebsart zu, sondern auch die Funktion des Öffnens und Schließens des Einlassabschnitts 21 für warme Luft; jedoch kann entsprechend einer Modifikation des Kanals 30 bei der Klimatisierungseinheit die Klappe 20 für warme Luft in eine Klappe mit der Funktion eines bewegbaren Trennwandelements und in eine Klappe zum Öffnen und Schließen des Einlaßabschnitts 21 für warme Luft aufgeteilt sein.
Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform unter Bezugnahme auf 17–24 beschrieben.
Bei der Schaltreihenfolge der Innenluft/Außenluft-Schaltklappen 4 und 5 in der Gebläseeinheit 1 und der Klappe 22 für warme Luft inn der Klimatisierungseinheit 100 bei der ersten Ausführungsform kann durch selektive Betätigung der Innenluft/Außenluft-Schaltklappen 4 und 5 und der Klappe 22 für warme Luft auf der Grundlage der vorbestimmten Schaltreihenfolge die Windschutzscheibe wirksam an einem Vereisen oder Beschlagen bei einem Schaltvorgang zwischen der Betriebsart für die gesamte Außenluft und der Innenluft/Außenluft-Doppelstrom-Betriebsart gehindert werden. Bei der zweiten Ausführungsform ist die Schaltreihenfolge definiert.
17 und 18 zeigen die Gebläseeinheit 1 bzw. die Klimatisierungseinheit 100. Die Bauweise der Gebläseeinheit 1 und die Bauweise der Klimatisierungseinheit 100 sind grundsätzlich identisch wie diejenigen oder äquivalent zu denjenigen der ersten Ausführungsform, und es sind die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Bei der in 17 dargestellten Gebläseeinheit 1 sind der Außenluft-Einführungsanschluß 3 und der zweite Innenluft-Einführungsanschluß 2a in dem oberen Bereich der Einheit einander benachbart angeordnet, und werden der Außenluft-Einführungsanschluß 3 und der zweite Innenluft-Einführungsanschluß 2a mittels der zweiten Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 5 selektiv geöffnet und geschlossen. An der stromabwärtigen Seite der zweiten Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 5 ist ein Luftfilter zum Reinigen (Entfernen von Staub oder Adsorbieren eines schlechten Geruchs) von Luft angeordnet, die von dem Außenluft-Einführungsanschluß 3 und dem zweiten Innenluft-Einführungsanschluß 2a aus eingeführt wird.
Des Weiteren ist an der unteren Seite des ersten Lüfterrades 6 an der Seite der Innenluft ein elektrischer Betätigungsmotor 42 angeordnet. Durch das Betreiben des Elektromotors 42 werden das erste Lüfterrad 6 an der Seite der Innenluft und das zweite Lüfterrad 7 an der Seite der Außenluft in Umlauf versetzt. Der Ansauganschluß 6a des ersten Lüfterrades 6 kann mit dem ersten Innenluft-Einführungsanschluß 2 und auch mit einem Raum 44 an der stromabwärtigen Seite des Luftfilters über einen Verbindungsweg 43 in Verbindung stehen. Die erste Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 4 öffnet und schließt selektiv den ersten Innenluft-Einführungsanschluß 2 und den Verbindungsweg 43.
Beider in 18 dargestellten Klimatisierungseinheit 100 ist eine Klappeneinrichtung zum Schalten der Luftauslaßbetriebsart gegenüber der ersten Ausführungsform modifiziert. Das heißt, die Defrosterklappe 26 ist eine doppelflügel-förmige Klappe, die sich mit der Drehwelle 27 als ihrem Drehzentrum zum Öffnen und Schließen der Einlaßöffnung 25a der Defrosteröffnung 25 dreht. Bei dieser Ausführungsform leistet die Defrosterklappe 26 keinen Beitrag zum Öffnen und Schließen des Verbindungsweges 36.
Die Fußraum/Kopfraum-Schaltklappe 31 der ersten Ausführungsform ist in eine Kopfraumklappe 31 und eine Fußraumklappe 310 aufgeteilt. Die Kopfraumklappe 31 und die Fußraumklappe 310 sind doppelflügel-förmige Klappen, die sich mit den Drehwellen 32 und 311 als ihrem Zentrum zum Öffnen und Schließen des Kopfraum-Öffnungsbereichs 28 und der Einlaßöffnung 29a des Vordersitz-Fußraum-Öffnungsbereichs 29 drehen.
Die Defrosterklappe 26, die Kopfraumklappe 31 und die Fußraumklappe 310, die Klappenmittel zum Schalten der Luftauslaßbetriebsart sind, stehen mit einer Hebeleinrichtung (nicht dargestellt) in Verbindung und werden mittels eines Betätigungselements (beispielsweise eines Servomotors), entsprechend einem Steuersignal der Klimaanlage für die Luftauslaßbetriebsart gegenseitig geblockt betätigt. Die über die obenbeschriebenen Merkmale hinausgehenden Dinge sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform.
19 zeigt einen Zustand der Betriebsart für die gesamte Außenluft bei der Fußraum/Defroster-Luftauslaßbetriebsart, und 20 zeigt einen Zustand der Doppelstrom-Betriebsart bei der Fußraum/Defroster-Luftauslaßbetriebsart. Auch bei der Fußraum-Luftauslaßbetriebsart besteht eine Unterschiedlichkeit nur darin, daß der Öffnungsgrad der Defrosterklappe 26 abnimmt und der Öffnungsgrad der Fußraumklappe 10 zunimmt, während alle anderen Dinge die gleichen wie bei der Fußraum/Defroster-Luftauslaßbetriebsart sind.
Bei dem Vorgang zum Schalten von der Betriebsart für die gesamte Außenluft gemäß 19B zu der Innenluft/Außenluft-Doppelstrom-Betriebsart von 20B wird ein in 21A dargestellter Zustand zuerst eingestellt. 21A/B zeigt einen Zustand, bei dem die erste Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 4 zu einer Position zum Öffnen des Innenluft/Außenluft-Einführungsanschlusses 4 vor der Klappe 22 für warme Luft aus dem Zustand der Betriebsart für die gesamte Außenluft von 19 geschaltet wird. Anschließend wird die Klappe 22 für warme Luft aus diesem Zustand zu einer Position zum Aufteilen der Innenluft und der Außenluft gemäß Darstellung in 20 geschaltet.
Wenn der Zustand von 21 eingestellt ist, werden bei diesem Schaltvorgang die Innenluft und die Außenluft, die zu der stromaufwärtigen Seite des Heizkerns 13 voneinander getrennt sind, in dem ersten Warmluftkanal 19a an der stromabwärtigen Seite des Heizkerns 13 gemischt. Daher hat sich herausgestellt, daß Luft mit hoher Feuchtigkeit, die durch das Mischen der Innenluft und der Außenluft erzeugt wird, vorübergehend in den Defroster-Öffnungsbereich 25 einströmt, dies mit der Folge, daß die Windschutzscheibe vereisen oder beschlagen kann.
Bei dem Schaltvorgang von der Innenluft/Außenluft-Doppelstrom-Betriebsart von 19 zu der Betriebsart für die gesamte Außenluft von 20 strömt, wenn die Klappe 22 für warme Luft zu der normalen Position (der Position, bei der der Einlaßabschnitt 21 des zweiten Kanals 30 geschlossen ist) vor der ersten Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 4 geschaltet wird, in gleicher Weise die Luft mit hoher Feuchtigkeit, die durch das Mischen der Innenluft und der Außenluft erzeugt wird, vorübergehend in den Defroster-Öffnungsbereich 25.
Wenn bei der zweiten Ausführungsform der Zustand der Betriebsart für die gesamte Außenluft von 19 zu dem Zustand der Innenluft/Außenluft-Doppelstrom-Betriebsart von 20 geschaltet wird, wird die Klappe 22 für warme Luft stets zu der Position für das Voneinandergetrennthalten der Innenluft und der Außenluft vor der ersten Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 4 gemäß Darstellung in 22 geschaltet. Weil die Außenluft sowohl in den Defroster-Öffnungsbereich 25 als auch in die Fußraum-Öffnungsbereiche 29 und 33 einströmt, besteht auf diese Weise keine Möglichkeit, daß die Windschutzscheibe vereist oder beschlägt.
Wenn der Zustand der Innenluft/Außenluft-Doppelstrom-Betriebsart von 20 zu dem Zustand der Betriebsart für die gesamte Außenluft von 19 umgeschaltet wird, wird stets die erste Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 4 zu der Position geschaltet, bei der der erste Innenluft-Einführungsanschluß 2 geschlossen wird, bevor die Klappe 22 für warme Luft geschaltet wird, wie in 22 dargestellt ist. Weil die Außenluft in jeden Öffnungsbereich 25, 29 und 33 einströmt, besteht auf diese Weise keine Möglichkeit, daß die Windschutzscheibe vereist oder beschlägt.
Wenn wie oben beschrieben die Betriebsart für die gesamte Außenluft und die Innenluft/Außenluft-Doppelstrom-Betriebsart geschaltet werden, indem die Schaltreihenfolge der ersten Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 4 und der Klappe 22 für warme Luft eingehalten wird, ist es möglich, gesichert zu verhindern, daß die Windschutzscheibe bei dem Schaltvorgang vereist oder beschlägt.
Die obenbeschriebene Klappenschaltreihenfolge ist insbesondere durch elektrische Steuerung des Betriebs des Servomotors (Betätigungselements) zum Betatigen jeder Klappe festgelegt.
23 ist eine Systemansicht mit einer Kurzdarstellung der elektrischen Steuerung bei der zweiten Ausführungsform. Eine elektronische Steuereinrichtung 50 besteht aus einem Mikrokomputer und dergleichen, und jedes von verschiedenen Sensorsignalen einer Gruppe von Sensoren 51 und jedes Signal von verschiedenen Arbeitssignalen einer Gruppe von Arbeitselementen 52, die an einer Klimaanlagenbetriebstafel (nicht dargestellt) vorgesehen sind, werden der elektronischen Steuereinrichtung 50 eingegeben.
Jedes Bauelement der verschiedenen Klimatisierungsbauteile einschließlich eines Servomotors 53 zum Betätigen der ersten Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 4 und der zweiten Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 5 über eine Hebeleinrichtung und einschließlich eines Servomotors 54 zur gegenseitig verblockten Betätigung der Hauptluft-Mischklappe 17 und der Hilfsluft-Mischklappe 18 werden mittels der elektronischen Steuereinrichtung 50 gesteuert. Der Servomotor 54 betätigt die Klappe 22 für warme Luft in einem Bereich an der Seite des maximalen Heizbetriebs, der einen Bereich eines vorbestimmten Drehwinkels zur Betätigung der beiden Luftmischklappen 17 und 18 überschreitet. Eine solche Klappenbetätigungseinrichtung ist als eine Modifikation der Klappenbetätigungseinrichtung der ersten Ausführungsform beschrieben worden. Ein Servomotor 55 dient zur gegenseitig verblockten Betätigung der Defrosterklappe 26, der Kopfraumklappe 31 und der Fußraumklappe 310.
Die elektronische Klimatisierungssteuereinrichtung 50 führt Berechnungsverfahren entsprechend jedem der Eingangssignale auf der Grundlage eines voreingestellten Programms, das in einem „ROM” (Read-Only-Memory) gespeichert ist zur Steuerung des Betriebs jeder der zahlreichen Komponenten (der obenbeschriebenen Klappen und dergleichen) durch. Es wird nur der die zweite Ausführungsform betreffende Steuerungsbereich beschrieben. Ein erstes Berechnungsmittel 56 dient zur Berechnung der Soll-Lufttemperatur TAO der in den Fahrgastraum geblasenen Luft, die notwendig ist, um dem Fahrgastraum auf eine eingestellte Temperatur zu halten. Das erste Berechnungsmittel 56 berechnet die Soll-Lufttemperatur TAO auf der Grundlage der nachstehend angegebenen Formel (1), die in dem „ROM” gespeichert ist: TAO = Kset × Tset – Kr × Tr – Kam × Tam – Ks × Ts + C (1) wobei Tset die mittels eines Arbeitselementes der Klimatisierungsbetriebstafel eingestellte Temperatur ist, Tr die Temperatur der Innenluft ist, die mittels eines Innenluft-Temperatursensors festgestellt wird, Tam die Temperatur der Außenluft ist, die mittels eines Außenluft-Temperatursensors festgestellt wird, und Ts die Menge des Sonnenlichts ist, die mittels eines Sonnenlichtsensor festgestellt wird. Des weiteren sind Kset, Kr, Kam und Ks Vergrößerungsfaktoren, und ist C eine Korrekturkonstante.
Ein Steuerungsmittel 57 dient der Steuerung des Elektromotors 42 für den Gebläselüfter. Das Steuerungsmittel 57 bestimmt die Lüftermotorspannung entsprechend zu TA auf der Grundlage eines in dem „ROM” vorgespeicherten Plans, und legt die Spannung am Motor 42 an. Ein zweites Berechnungsmittel 58 dient zur Berechnung eines Temperatursteuerungsberechnungswertes SW, um jeden Soll-Öffnungsgrad der Luftmischklappen 17 und 18 zu bestimmen. Das zweite Berechnungsmittel 58 berechnet den Temperatursteuerungsberechnungswert SW auf der Grundlage der nachstehend angegebenen Formel (2), die in dem „ROM” gespeichert ist. SW = [(TAO – Te)/(Tw – Te)] × 100 (%) (2) wobei Tw die Temperatur des in den Heizkern 13 einströmenden Kühlwassers ist, die mittels eines Wasser-Temperatursensors festgestellt wird, und Te die Temperatur der von dem Verdampfer 12 aus ausgeblasenen Luft ist, die mittels eines Verdampferblasluft-Temperatursensors festgestellt wird.
Ein Steuerungsmittel 59 dient zur Steuerung des Servomotors 53 zur Betätigung der Innenluft/Außenluft-Schaltklappen 4 und 5. Das Steuerungsmittel 59 steuert den elektrischen Strom, der dem Servomotor 53 zugeführt wird, entsprechend dem Temperatursteuerungsberechnungswert SW auf der Grundlage eines in dem „ROM” vorgespeicherten Plans, um den Drehwinkel des Motors zu bestimmen.
Ein Steuerungsmittel 60 dient zur Steuerung des Servomotors 54 zur Betätigung der Luftmischklappen 17 und 18 und der Klappe 22 für warme Luft. Das Steuerungsmittel 60 steuert den elektrischen Strom, der dem Servomotor 54 zugeführt wird, entsprechend dem Temperatursteuerungsberechnungswert SW auf der Grundlage eines in dem „ROM” vorgespeicherten Plans um den Drehwinkel des Motors zu bestimmen
Ein Steuerungsmittel 61 dient zur Steuerung des Servomotors 55 zur Betätigung der Klappen 26, 31 und 310 für die Luftauslaßbetriebsart. Das Steuerungsmittel 61 steuert den elektrischen Strom, der dem Servomotor 55 zugeführt wird, entsprechend dem Temperatursteuerungsberechnungswert SW auf der Grundlage eines in dem „ROM” vorgespeicherten Plans, um den Drehwinkel des Motors zu bestimmen.
24 zeigt das Wesen der Klappensteuerung entsprechend dem Temperatursteuerungsberechnungswert SW bei der zweiten Ausführungsform. Jede der Klappen wird wie in 24 dargestellt in jeder Luftauslaßbetriebsart mit Ausnahme der Defroster-Luftauslaßbetriebsart gesteuert. Bei der Kopfraum-Luftauslaßbetriebsart und der Bi-Level-Betriebsart wird, weil der maximale Heizbetrieb nicht benötigt wird, jede der Klappen in einem Bereich gesteuert, bei dem der Temperatursteuerungsberechnungswert SW kleiner als SW3 (SW < SW3) ist.
Nachfolgend wird die Klappensteuerung von 24 ins Detail gehend beschrieben. Wenn der Temperatursteuerungsberechnungswert SW gleich oder kleiner SW1 ist, werden die Luftmischklappen 17 und 18 zu der maximalen Kühlposition bewegt, bei der der Bypasskanal 16 für kühle Luft vollständig geöffnet ist und der Luftkanal in den Heizkern 13 hinein vollständig verschlossen ist. Gleichzeitig wird die Klappe 22 für warme Luft zu der normalen Position bewegt, in der der Einlaßabschnitt 21 verschlossen ist und die Innenluft/Außenluft-Schaltklappen 4 und 5 zu der Position der Betriebsart für die gesamte Innenluft bewegt werden, bei der die Innenluft-Einführungsanschlüsse 2 und 2a geöffnet sind und der Außenluft-Einführungsanschluß verschlossen ist.
Wenn der Temperatursteuerungsberechnungswert SW den Wert SW1 überschreitet, der ein ausreichend kleiner Wert ist, wird die erste Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 4 zu der Position der Betriebsart für die gesamt Außenluft bewegt, in der der erste Innenluft-Einführungsanschluß 2 verschlossen ist und der Verbindungsweg 43 geöffnet ist, und wird auch die zweite Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 5 ebenfalls zu der Position der Betriebsart für die gesamte Außenluft bewegt, bei der der zweite Innenluft-Einführungsanschluß 2a verschlossen und der Außenluft-Einführungsanschluß 3 geöffnet wird. Gleichzeitig werden die Luftmischklappen 17 und 18 zu Positionen bewegt, bei denen der Luftkanal in den Heizkern 13 hinein allmählich geöffnet wird.
Bis der Temperatursteuerungsberechnungswert SW den Wert SW2 (der ein ausreichend großer Wert im Vergleich mit dem Wert SW1 ist) erreicht, nachdem der Wert SW1 überschritten worden ist, bleibt die Klappe 22 für warme Luft in der normalen Position gehalten, bei der der Einlaßabschnitt 21 verschlossen ist, und werden die ersten und zweiten Innenluft/Außenluft-Schaltklappen 4 und 5 in den Positionen der Betriebsart für die gesamte Außenluft gehalten. Währenddessen vergrößern die Luftmischklappen 17 und 18 kontinuierlich den Öffnungsgrad des Luftkanals in den Heizkern 13 hinein, um die Temperatur der Blasluft zu erhöhen.
Wenn der Temperatursteuerungsberechnungswert SW den Wert SW2 erreicht, werden die Luftmischklappen 17 und 18 zu den maximalen Heizpositionen bewegt, bei denen der Bypasskanal 16 für kühle Luft vollständig verschlossen ist und der Luftkanal in den Heizkern 13 hinein vollständig geöffnet ist. Jedoch wird die Klappe 22 für warme Luft noch weiterhin in der normalen Position gehalten, bei der der Einlaßabschnitt 21 verschlossen ist, und werden auch die erste und die zweite Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 4 bzw. 5 in den Positionen der Betriebsart für die gesamte Außenluft gehalten.
Wenn der Temperatursteuerungsberechnungswert SW den Wert SW3 erreicht, der etwas größer als der Wert SW2 ist, wird zuerst die Klappe 22 für warme Luft aus der normalen Position zu der Position für die Doppelstrom-Betriebsart bewegt. Das heißt, die Klappe für warme Luft wird zu einer Stellung bewegt, bei der der Einlaßabschnitt 21 geöffnet ist und der erste Warmluftkanal 19a aufgeteilt ist.
Weil die erste und die zweite Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 4 bzw. 5 gleichzeitig noch in den Positionen der Betriebsart für die gesamte Außenluft gehalten werden, besteht keine Möglichkeit, daß die Innenluft und die Außenluft vorübergehend an der stromabwärtigen Seite des Heizkerns 13 vermischt werden.
Wenn der Temperatursteuerungsberechnungswert SW den Wert SW3 überschreitet und den Wert SW4 erreicht, wird die erste Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 4 zu der mittleren Öffnungsposition zum Öffnen sowohl des ersten Innenluft-Einführungsanschlusses 2 als auch des Verbindungswegs 3 um den mittleren Öffnungsgrad bewegt.
Wenn der Temperatursteuerungsberechnungswert SW den Wert S4 überschreitet und den Wert SW5 erreicht, öffnet die erste Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 4 den ersten Innenlufteinführungsanschluß vollständig, und verschließt sie den Verbindungsweg 43 vollständig. Weil die zweite Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 4 in dem Bereich von SW > SW1 gehalten wird, um den Außenluft-Einführungsanschluß stets offen zu halten, wird der Innenluft/Außenluft-Einführungsbereich der Gebläseeinheit 1 nicht zu der Position der Innenluft/Außenluft-Doppelstrom-Betriebsart bewegt, bis SW > SW5 ist. Das heißt, der Zeitpunkt (SW5), zu dem der Innenluft/Außenluft-Einführungsbereich der Gebläseeinheit 1 zu der Position für die Doppelstrom-Betriebsart bewegt wird, liegt hinter dem Zeitpunkt (SW3), zu dem die Klappe 22 für warme Luft aus der normalen Position zu der Position für die Doppelstrom-Betriebsart bewegt wird.
Wenn die Innenluft/Außenluft-Doppelstrom-Betriebsart zu der Betriebsart für die gesamte Außenluft zu der Zeit SW5 umgeschaltet wird, wird zuerst in dem Innenluft/Außenluft-Einführungsanschluß der Gebläseeinheit 1 die erste Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 4 zu der mittleren Öffnungsstellung bewegt. Anschließend verschließt zur Zeit SW4 die erste Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 4 den ersten Innenluft-Einführungsanschluß 2 vollständig, und öffnet sie den Verbindungsweg 43 vollständig, so daß der Innenluft/Außenluft-Einführungsbereich der Gebläseeinheit 1 zu der Betriebsart für die gesamte Außenluft geschaltet wird.
Weil jedoch zu diesem Zeitpunkt die Klappe 22 für warme Luft noch in der Position für die Doppelstrom-Betriebsart gehalten wird, besteht keine Möglichkeit, daß die Innenluft und die Außenluft vorübergehend an der stromabwärtigen Seite des Heizkerns 13 vermischt werden. Anschließend wird zur Zeit SW3 die Klappe 22 für warme Luft aus der Position für die Doppelstrom-Betriebsart zu der normalen Position zurückbewegt.
Der Grund, warum die mittlere Öffnungsposition, bei der die erste Innenluft/Außenluft-Schaltklappe 4 sowohl den ersten Innenluft-Einführungsanschluß 2 als auch den Verbindungsweg 3 öffnet, ist zwischen der Betriebsart für die gesamte Außenluft und der Doppelstrom-Betriebsart gemäß 24 wie folgt vorgesehen. Das heißt, wenn die Innenluft/Außenluft-Betriebsart direkt zwischen der Betriebsart für die gesamte Außenluft und der Doppelstrom-Betriebsart umgeschaltet wird, können sich die Temperatur, die Menge und dergleichen der in den Fahrgastraum eingeblasenen Luft plötzlich verändern. Daher ist es durch das Einstellen der mittleren Öffnungsposition möglich, die plötzliche Veränderung der Temperatur, der Menge und dergleichen infolge des Umschaltens der Innenluft/Außenluft-Betriebsart zu verlangsamen.
Die Notwendigkeit für das Einstellen der mittleren Öffnungsposition verändert sich in Abhängigkeit von der Spezifikation des Lüftungssystems der Klimaanlage; weil es jedoch eine Aufgabe der zweiten Ausführungsform ist zu verhindern, daß die Windschutzscheibe vereist oder beschlägt, wenn die Innenluft/Außenluft-Doppelstrom-Betriebsart und die Betriebsart für die gesamte Außenluft eingeschaltet sind, ist es jedoch nicht immer notwendig, die mittlere Öffnungsposition einzustellen.
Wie oben beschrieben wird die Klappensteuerung für die Luftauslaßbetriebsarten mit Ausnahme der Defroster-Luftauslaßbetriebsart wie in 24 dargestellt durchgeführt; jedoch wird bei der Defroster-Luftauslaßbetriebsart unabhängig von dem Temperatursteuerungsberechnungswert SW die Betriebsart für die gesamte Außenluft stets aufrechterhalten, um die Windschutzscheibe zu enteisen.
Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform unter Bezugnahme auf 25 und 26 beschrieben.
25 ist eine vergrößerte Ansicht mit der Darstellung des oberen Endbereichs der Hilfsluft-Mischklappe 18 von 15A.
Es gibt eine Beziehung zwischen einem Spalt C, der zwischen dem oberen Endbereich der Hilfsluft-Mischklappe 18 und dem Verdampfer 12 an der Position vorliegt, in der die Hilfsluft-Mischklappe 18 bei der Doppelstrom-Betriebsart und dem Enteisen der Windschutzscheibe des Fahrzeugs angehalten wird, und durch Einstellen des Spalts C auf einen vorbestimmten Wert größer als insbesondere 13 mm oder kleiner kann das Enteisen der Windschutzscheibe in zufriedenstellender Weise gesichert werden.
Das heißt, 26 zeigt die Daten einer Beziehung zwischen dem Spalt C, der an dem oberen Endbereich der Hilfsluft-Mischklappe 18 ausgebildet wird, und dem Einmischungsprozentsatz von Innenluft in den zweiten Luftkanal 9 an der Seite der Außenluft.
Durch Heruntersetzen des Einmischungsprozentsatzes für die Innenluft in den zweiten Luftkanal 9 auf 15% oder weniger kann ein zu bevorzugendes Gesichtsfeld der Windschutzscheibe, das das Fahrendes Fahrzeugs nicht beeinträchtigt (d. h. mehr als 90% der Fläche der Windschutzscheibe ist klar), sichergestellt werden.
Es liegen folgenden Bedingungen vor:
Außenlufttemperatur: 0°C
relative Feuchtigkeit der Außenluft: 90%
Innenlufttemperatur: 25°C
Zahl der Fahrgäste: 5 Personen
Gesamtluftmenge bei der Doppelstrom-Betriebsart: 200 m³/h
Außenluftprozentsatz: 55%
Innenluftprozentsatz: 45%
Hierbei ist der Einmischungsprozentsatz für die Innenluft durch die nachfolgende Formel (3) ausgedrückt: Einmischungsprozentsatz der Innenluft = X/Y (3), wobei X die absolute Feuchtigkeit der von dem Defroster-Luftauslaß ausgeblasenen Luft und Y die absolute Feuchtigkeit der angesaugten Innenluft ist.
Wie aus 26 ersichtlich ist, kann durch das Einstellen des Spalts C innerhalb von 13 mm der Einmischungsprozentsatz für die Innenluft auf 15% oder weniger herabgesetzt werden.
Durch das Einstellen des Einmischungsprozentsatzes für die Innenluft auf 15% oder weniger werden mehr als 90% der Fläche der Windschutzscheibe klar gemacht, so daß das Enteisen der Windschutzscheibe in zufriedenstellender Weise gesichert werden kann.
Bei der dritten Ausführungsform ist der Spalt C an dem oberen Endbereich der Hilfsluft-Mischklappe 13 bei der Doppelstrom-Betriebsart auf 13 mm oder weniger eingestellt; jedoch ist ein Spalt an dem oberen Endbereich der Klappe 22 für warme Luft bei der Doppelstrom-Betriebsart insbesondere auf etwa 3 mm eingestellt, weil es strukturell einfach ist, den Spalt an dem oberen Endbereich der Klappe 22 für warme Luft auf 13 mm oder weniger einzustellen.
Nachfolgend wird eine vierte Ausführungsform unter Bezugnahme auf 27 bis 29 beschrieben.
Bei der ersten Ausführungsform wird gemäß Darstellung in 10 bis 14 die tappe 22 für warme Luft mittels der Betätigungseinrichtung (der Hebeleinrichtung 60 und des Betätigungszwecken dienenden Servomotors 70) betätigt, die unabhängig von der Betätigungseinrichtung (der Hebeleinrichtung 40 und den Betätigungszwecken dienenden Servomotor 50) der beiden Luftmischklappen 17 und 18 vorgesehen ist; jedoch kann die Klappe 22 für warme Luft auch mittels eines gemeinsamen Betätigungszwecken dienenden Servomotors mit den beiden Luftmischklappen 17 und 18 betätigt werden.
27 und 28 zeigen eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen der Klappe 22 für warme Luft und der beiden Luftmischklappen 17 und 18 mittels des gemeinsamen Servomotors 50. In 27 und 28 sind Teile und Bauteile ähnlich oder äquivalent zu denjenigen bei der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und auf ihre Erläuterung ist verzichtet.
Mit der Ausgangswelle 52 des gemeinsamen Betätigungszwecken dienenden Servomotors 50 ist die Hebeleinrichtung 40 verbunden, die nachfolgend beschrieben wird. Das heißt, der Bereich des Drehzentrums des Betätigungshebels 43 ist einstückig mit der Ausgangswelle 52 verbunden, und der Hebel 43 ist einstückig mit drei Hebelbereichen eines ersten, eines zweiten und eines dritten Hebelbereichs 43a, 43b und 43e ausgebildet. An den oberen Endbereichen des ersten bis dritten Hebelbereichs 43a, 43b und 43e sind einstückig ausgebildete Stifte 43c, 43d und 43f vorgesehen.
Die Stifte 43c und 43d sind verschiebbar in Nockennuten 41a, 42a der angetriebenen Hebel 41 und 42 eingesetzt, die mit den Drehwellen 17a und 1 8a der Luftmischklappen 17 und 18 verbunden sind.
Der Stift 43f ist in einer Nockennut 44a verschiebbar eingesetzt, die an einer Endseite des mittleren Hebels 44 vorgesehen ist. Der mittlere Hebel 44 ist an einer Außenwandfläche des Klimatisierungsgehäuses 11 mit einer Drehwelle 45 als seinem Zentrum drehbar vorgesehen. An der anderen Endseite des mittleren Hebels 44 ist ein Verbindungsloch 44b vorgesehen.
In das Verbindungsloch 44b ist ein gefalteter Endbereich 46a drehbar eingesetzt, der an einer mittleren Verbindungsstange 46 vorgesehen ist. Ein gefalteter Endbereich 46b, der an dem anderen Endbereich der mittleren Verbindungsstange 46 vorgesehen ist, ist in einem Verbindungsloch 61b drehbar eingesetzt, das in dem angetriebenen Hebel 61 der Klappe 22 für warme Luft vorgesehen ist.
27 zeigt den maximalen Heizzustand (den normalen maximalen Heizzustand) bei den Luftauslaßbetriebsarten (beispielsweise der Defroster-Luftauslaßbetriebsart) mit Ausnahme der Fußraum-Luftauslaßbetriebsart und der Kopfraum/Defroster-Luftauslaßbetriebsart. In diesem Zustand werden durch das Drehen der Ausgangswelle 52 des Servomotors 50 die beiden Luftmischklappen 17 und 18 zu der maximalen Heizposition über die Hebeleinrichtung 40 gedreht.
Im Gegensatz hierzu wird die Klappe 22 für warme Luft weiterhin in der Position gehalten, dass sie den Einlaßabschnitt 21 für warme Luft verschließt.
28 zeigt den maximalen Heizzustand bei der Doppelstrom-Betriebsart, d. h. bei der Fußraum-Luftauslaßbetriebsart oder der Fußraum/Defroster-Luftauslaßbetriebsart. In diesem Zustand wird die Ausgangswelle 52 des Servomotors 50 um eine vorbestimmte Größe aus dem normalen maximalen Heizzustand von 27 weiter gedreht. Das heißt, selbst dann, wenn die Ausgangswelle 52 des Servomotors 50 von dem maximalen Heizzustand aus gedreht wird und der Betätigungshebel 43 gedreht wird, befinden sich die Paßzustände zwischen den Stiften 43c und 43d des ersten und des zweiten Hebelbereichs 43a und 43b des Betätigungshebels 43 und den Nockennuten 41a und 42a der angetriebenen Hebel 41 und 42 in einem ”Leerlaufzustand”. Daher drehen sich die angetriebenen Hebel 41 und 42 nicht, und sind die beiden Luftmischklappen 17 und 18 in der maximalen Heizposition gehalten.
Andererseits dreht der dritte Hebelbereich 43e des Betätigungshebels 43 den mittleren Hebel 44 zu der in 28 dargestellten Position. Daher wird der angetriebene Hebel 61 zu der Position von 28 über die Verbindungsstange 46 gedreht, und wird die Klappe 22 für warme Luft zu der Aufteilungsposition verschwenkt. Auf diese Weise kann die Doppelstrom-Betriebsart unter Verwendung des einzigen gemeinsamen Servomotors 50 eingestellt werden.
In 12 entspricht die Position des Betätigungswinkels von 90° dem normalen maximalen Heizzustand von 27, und die Stellung des Betätigungswinkels von 120° entspricht dem maximalen Heizzusrtand (Doppelstrom-Betriebsart) bei der Fußraum-Luftauslaß-Betriebsart oder der Fußraum/Defroster-Luftauslaß-Betriebsart von 28.
In 29 ist der Heizkern 13 vollständig verschlossen, und verschließt die Bypassklappe für warme Luft den Einlaßabschnitt 21 für warme Luft.
Bei den obenbeschriebenen Ausführungsformen wird jede der Klappen 4, 5, 17, 18, 22, 26, 31, 36, 310 und 312 mittels eines Betätigungselements, beispielsweise mittels eines Servomotors, über eine Hebeleinrichtung betätigt. Jedoch kann jede Klappe manuell mittels eines manuellen Betätigungsmittels betätigt werden, das an der Klimaanlagenbetriebstafel vorgesehen ist, beispielsweise mittels eines Innenluft/Außenluft-Einführungseinstell-Hebels, eines Temperatursteuer-Hebels und eines Luftauslaßbetriebsart-Hebels.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird die Klappe 22 für warme Luft mittels einer Betätigungseinrichtung unabhängig von den Luftmischklappen 17 und 18 betätigt; jedoch ist die Drehwelle 23 der Klappe 22 für warme Luft mit der Hebeleinrichtung der Luftmischklappen 17 und 18 verbunden, so daß die Klappe 22 für warme Luft und die Luftmischklappen 17 und 18 mittels des gemeinsamen Betätigungselements betätigt werden können.
In diesem Fall wird bei der Luftauslaßbetriebsart ausgenommen die Fußraum-Luftauslaßbetriebsart und die Fußraum/Defroster-Luftauslaßbetriebsart, beispielsweise bei der Defroster-Luftauslaßbetriebsart sogar dann, wenn sich die beiden Luftmischklappen 17 und 18 in der Position für den maximalen Heizzustand befinden, die Klappe 22 für warme Luft in der Position (strichpunktierte Linie mit zwei Punkten in 2) gehalten, in der der Einlaßabschnitt 21 für warme Luft verschlossen ist. Das heißt, die Drehgröße des Servomotors zum Betätigen der Luftmischklappe bei dem maximalen Heizvorgang während der Fußraum-Luftauslaßbetriebsart und der Fußraum/Defroster-Luftauslaßbetriebsart kann gegenüber derjenigen während der anderen Luftauslaßbetriebsarten verändert werden.
Der maximale Heizvorgang ist, wenn die Doppelstrom-Betriebsart eingestellt ist, nicht strikt auf den Fall beschränkt, bei dem die Luftmischklappen 17 und 18 zu Positionen bewegt sind, um die Bypassführung der kühlen Luft vollständig zu verhindern; jedoch kann auch der Fall erfaßt sein, bei dem es die Positionen der Luftmischklappen 17 und 18 gestatten, daß eine kleine Menge kühler Luft im Bypass geführt wird.
Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform ist der Verdampfer (der Kühlzwecken dienende Wärmetauscher) 12 in der Luftklimatisierungseinheit 100 vorgesehen; jedoch kann die Lehre auch bei einer Klimaanlage Anwendung finden, die keinen Kühlzwecken dienenden Wärmetauscher aufweist.
Des weiteren werden sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Ausführungsform als Temperatureinstellmittel zum Einstellen der Heizmenge der klimatisierten Luft in dem Heizkern 13, um die Temperatur der Luft einzustellen, die Luftmischklappen 17 und 18 zum Einstellen eines Luftmengenverhältnisses zwischen kühler Luft und warmer Luft verwendet; jedoch kann anstelle der Luftmischklappen 17 und 18 bei Verwendung eines Heißwasserventils zum Einstellen der Menge des heißen Wassers, das in den Heizkern 13 einströmt, oder der Temperatur des heißen Wassers auch eine Klimaanlage Verwendung finden, bei der die Temperatur der Luft mittels einer Funktion zum Einstellen der Strömungsmenge (oder der Temperatur) des heißen Wassers, nämlich mittels einer Funktion des Heißwasserventils, eingestellt wird.
Die Lehre kann im Übrigen auch bei einer Klimaanlage Anwendung finden, bei der der Rücksitz-Fußraum-Öffnungsbereich 33 sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Ausführungsform weggelassen ist.
Bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen ist in Hinblick auf die Luftmischklappen 17 und 18 mit den Drehbereichen 17b und 18b, die einander teilweise überlappen, die Höhendifferenz 11b zum Ausbilden einer Dichtungfläche der Hilfsluft-Mischklappe vorgesehen; jedoch ist die Höhendifferenz 11b nicht auf den Fall beschränkt, bei dem die Drehbereiche der Luftmischklappen 17 und 18 einander überlappen, sondern kann die Höhendifferenz 11b auch in einem Fall vorgesehen werden, bei dem die Drehbereiche der Klappen, beispielsweise der Luftauslaßbetriebsartklappen 26 und 31, einander überlappen.

Claims

Klimaanlage für den Fahrgastraum eines Fahrzeugs, umfassend – ein Gehäuse (11) mit – einer ersten Lufteinlassöffnung (2, 2a) für Innenluft und einer zweiten Lufteinlassöffnung (3) für Außenluft, – einem ersten Luftkanal (8) und einem zweiten Luftkanal (9), – einem ersten Luftauslass in Richtung unterer Bereich des Fahrgastraumes und einen zweiten Luftauslass (25) in Richtung Windschutzscheibe, – einem Wärmetauscher (13) zum Erwärmen der durchströmenden Luft, – einer Temperatursteuereinrichtung (17, 18) zum Steuern der in den Wärmetauscher (13) einströmenden Luft, – eine Klappe (22), die einen Einlassabschnitt (21) eines Strömungsabschnitts (30) öffnen kann, welcher als Durchlass einen Strömungsabschnitt, in Luftströmungsrichtung direkt nach dem Wärmetauscher (13), mit dem Strömungsabschnitt (30) verbinden kann, wodurch ein Luftstrom aus dem Wärmetauscher (13) in den Strömungsabschnitt (30) lenkbar ist, wobei in einer Stellung der Klappe (22) ein erster Strömungsabschnitt (19a), in Luftströmungsrichtung direkt nach dem Wärmetauscher (13), von dem anderen Strömungsabschnitt abgetrennt ist, wobei für eine Doppelstrombetriebsart eine Aufteilung des Luftstroms aus dem Wärmetauscher (13) für den ersten Strömungsabschnitt (19a) für die Luftauslässe (25, 29, 33) und für den Strömungsabschnitt (30) zusätzlich vorrangig den ersten Luftauslass vorgesehen werden kann, und die Lufteinlassöffnungen dabei derart eingerichtet werden können, dass Außenluft zum ersten Strömungsabschnitt (19a) und Innenluft zum Strömungsabschnitt (30) strömen kann, wobei der Strömungsabschnitt (30) mit dem ersten Luftauslass eine ständige, nicht verschließbare Verbindung für den ersten Luftauslass bildet.
Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei an den beiden Luftkanälen (8, 9) jeweils eine Innenluft/Außenluft-Steuerklappe (4, 5) vorgesehen ist, durch die die in die Lufteinlassöffnungen (2, 3) einströmende Luft jeweils in einen von beiden oder in beide Luftkanäle umlenkbar ist.
Klimaanlage nach Anspruch 2, weiterhin umfassend eine Einrichtung zum Bewegen der Innenluft-/Außenluft-Steuerklappe (4, 5) in eine Stellung der Doppelstrom-Betriebsart, nachdem die Bypassklappe (22) in eine Stellung der Doppelstrom-Betriebsart bewegt ist, wenn die Doppelstrom-Betriebsart auf eine Gesamtaußenluft-Betriebsart eingestellt ist, und eine Einrichtung zum Bewegen der Bypassklappe (22) zum Schließen des Einlassbereichs (21) des zweiten Strömungsabschnitts (30), nachdem die Innen-/Außenluft-Steuerklappe (4, 5) in eine Stellung für die Gesamtaußenluft-Betriebsart bewegt ist, wenn die Gesamtaußenluft-Betriebsart von der Doppelstrom-Betriebsart eingestellt ist.
Klimaanlage nach Anspruch 2, weiter umfassend ein erstes Betätigungselement (53) zum Betätigen der Innenluft/Außenluft-Steuerklappe (4, 5), ein zweites Betätigungselement (54) zum Betätigen der Bypassklappe (22), ein Berechnungsmittel (58) für einen Temperatursteuerungsberechnungswert (SW) zum Steuern der Temperatur-Steuereinrichtung (17, 18), und ein elektrisches Steuerungsmittel zum Steuern des ersten und des zweiten Betätigungselements (52, 54) auf der Grundlage des Temperatursteuerungsberechnungswertes (SW).
Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei ein den heizenden Wärmetauscher (13) umgehender Bypasskanal (16) für kühle Luft ausgebildet ist, stromabwärts von dem Bypasskanal (16) ein Mischraum (20) ausgebildet ist, in dem kühle Luft aus dem Bypasskanal (16) und warme Luft aus dem ersten Strömungsabschnitt (19a) des heizenden Wärmetauschers (13) gemischt werden können, und wobei die Temperatur-Steuereinrichtung als Mischklappe ausgebildet ist, durch welche die Luftmenge, die durch den Wärmetauscher (13) strömt, und die Luftmenge, die durch den Bypasskanal (16) strömt, einstellbar ist.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Luftauslass (29; 33) einen Öffnungsbereich (29) für den Vordersitz-Fußraum und einen Öffnungsbereich (33) für den Rücksitz-Fußraum aufweist, die mit dem Strömungsabschnitt (30) in Verbindung stehen, und wobei der Öffnungsbereich (33) für den Rücksitz-Fußraum unmittelbar im Anschluss an den Einlassabschnitt (21) des Strömungsabschnitts (30) angeordnet ist.
Klimaanlage nach Anspruch 5, wobei die Temperatursteuereinrichtung eine Hauptluft-Mischklappe (17) und eine Hilfsluft-Mischklappe (18) aufweist, der Bypasskanal (16) durch die Hauptluft-Mischklappe (17) vollständig absperrbar ist, und die Hilfsluft-Mischklappe (18) die stromaufwärtige Seite des heizenden Wärmetauschers (13) in einen ersten, mit dem ersten Strömungsabschnitt (19a) verbindenden Teil, und in einen zweiten, mit dem Strömungsabschnitt (30) verbindenden Teil, bei der Doppelstrom-Betriebsart aufteilt.
Klimaanlage nach Anspruch 7, wobei die Schwenkbereiche der Hauptluft-Mischklappe (17) und der Hilfsluft-Mischklappe (18) teilweise einander überlappen und im Überlappungsbereich ein Absatz (11b) an der Wand des Strömungskanals ausgebildet ist, an dem die Hilfsluft-Mischklappe (18) dichtend zur Anlage gebracht werden kann.
Klimaanlage für den Fahrgastraum eines Fahrzeugs, umfassend ein Gehäuse (11) für einen Strömungskanal, der in einen ersten Luftkanal (8) für Innenluft und in einen zweiten Luftkanal (9) für Außenluft unterteilt ist, mit einem ersten Luftauslass in Richtung unterer Bereich des Fahrgastraumes und einem zweiten Luftauslass (25) in Richtung Windschutzscheibe, einen heizenden Wärmetauscher (13) zum Erwärmen der durchströmenden Luft, einen den heizenden Wärmetauscher umgehenden Bypasskanal (16) für kühle Luft, Mischklappen (17, 18) zum Einstellen der durch den heizenden Wärmetauscher (13) und der durch den Bypasskanal (16) strömenden Luftmenge, wobei die Mischklappen eine Hauptluft-Mischklappe (17) und eine Hilfsluft-Mischklappe (18) umfassen, die derart gekoppelt betätigbar sind, dass in der Schließstellung des Bypasskanals (16) durch die Hauptluft-Mischklappe (17) die Hilfsluft-Mischklappe (18) die stromaufwärtige Seite des heizenden Wärmetauschers (13) in einen ersten mit einem ersten Strömungsabschnitt (19a) verbindenden Teil und in einen zweiten mit einem zweiten Strömungsabschnitt (30) verbindenden Teil bei einer Doppelstrom-Betriebsart aufteilt, bei der auf der stromabwärtigen Seite des Wärmetauschers (13) der erste Strömungsabschnitt (19a) und der Strömungsabschnitt (30) durch die Klappe (22) voneinander getrennt sind.
Klimaanlage nach Anspruch 9, wobei die stromaufwärtige Seite des heizenden Wärmetauschers (13) durch die Hauptluft-Mischklappe (17) und die Hilfsluft-Mischklappe (18) absperrbar ist, sodass nur der Bypasskanal (16) offen ist.
Klimaanlage nach Anspruch 10, wobei die beiden Mischklappen (17, 18) durch eine Hebeleinrichtung (40) gekoppelt und durch ein Betätigungselement (50) gemeinsam betätigbar sind.
Klimaanlage nach Anspruch 9, wobei stromaufwärts von dem heizenden Wärmetauscher (13) ein die Luft kühlender Wärmetauscher (12) vorgesehen ist, und die Hilfsluft-Mischklappe (18) zwischen den beiden Wärmetauschern (12, 13) zum Aufteilen des Luftstroms dient.
Klimaanlage nach Anspruch 12, wobei der kühlende Wärmetauscher (12) in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vor dem heizenden Wärmetauscher (13) angeordnet ist, der erste Luftkanal (8) unter dem zweiten Luftkanal (9) angeordnet ist, die Hauptluft-Mischklappe (17) über der Hilfsluft-Mischklappe (18) angeordnet ist, und beide Mischklappen (17, 18) in vertikaler Richtung des Fahrzeugs vierschwenkbar sind.
Klimaanlage nach Anspruch 9, wobei das freie Ende der Hilfsluft-Mischklappe (18) in der der Doppelstrom-Betriebsart entsprechenden Stellung eine vorbestimmte Strecke in den zweiten Luftkanal (9) hinein ragt.
Klimaanlage nach Anspruch 8, wobei die Hauptluft-Mischklappe (17) und die Hilfsluft-Mischklappe (18) plattenförmig sind, und in dem Gehäuse zum Steuern des Luftstroms in dem Strömungskanal verschwenkbar und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, und wobei an der Wand des Strömungskanals ein Absatz (11b) im Überlappungsbereich derart ausgebildet ist, dass nur die Hilfsluft-Mischklappe (18) an dem Absatz (11b) zur Anlage kommt, und dass die Hauptluft-Mischklappe (17) nicht an dem Absatz (11b) zur Anlage kommt, und bei dichtender Anlage der Hilfsluft-Mischklappe (18) an dem Absatz (11b) die Hilfsluft-Mischklappe (18) den Luftkanal in einen ersten Luftkanal (8) für Innenluft und einen zweiten Luftkanal (9) für Außenluft aufteilt.