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Die offenbarte Erfindung betrifft allgemein HLK-Systeme für Fahrzeuge. Insbesondere betrifft die offenbarte Erfindung ein HLK-System mit selektiv einsetzbaren Registern mit Richtungskontrolle für Absenkungsbedingungen, die sich dann in die Armaturentafel absenken und eine Restöffnung zum Leiten von Luft über dem Kopf mit geringeren Geschwindigkeiten gestatten, so dass der Fahrzeuginnenraum kühl gehalten wird, ohne dass in die Richtung der Fahrzeuginsassen geblasen wird. Der Komfort im Fahrzeuginnenraum wird durch die Fahrzeugheizungs- und Kühlungssysteme in der Regel durch eine Reihe von selektiv gesteuerten Registern und Entlüftungen aufrechterhalten. Moderne Heizungs-, Lüftungs- und Klima(HLK)-Systeme sorgen im Allgemeinen für das richtige komfortable Milieu im Fahrzeuginnenraum.
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Fahrzeugregister spielen eine leitende Rolle bei der Herstellung und Aufrechterhaltung der Innenraumtemperatur. Die meisten HLK-Systeme weisen zumindest ein Register auf, das an der Vorderseite oder an der zu den Insassen weisenden Seite der Armaturentafel angebracht ist. Solche Register weisen normalerweise eine Vielzahl von schwenkbaren Schiebern auf.
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Wenn ein Fahrzeuginnenraum die gewünschte Temperatur erreicht hat, möchten die Insassen oftmals eine angenehme Temperatur aufrechterhalten, ohne den Luftzug auf ihrem Körper zu spüren, der üblicherweise mit traditionellen Luftregistern und insbesondere mit solchen, die an der Vorderseite der Armaturentafel angebracht sind, verbunden ist. Die Möglichkeit, die Innenraumluft kontinuierlich mit konditionierter Luft umzuwälzen, ohne den Luftzug mit höherer Geschwindigkeit zu spüren, ist wünschenswert, aber ein ausrichtbarer Ausgang mit höherer Geschwindigkeit ist noch immer notwendig, um die Temperatur im Innenraum bei heißem Umgebungstemperaturen abzusenken.
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Wie in so vielen Bereichen der Fahrzeugtechnologie, insbesondere in Bezug auf Fahrzeug-HLK-Systeme, besteht immer Raum für Verbesserungen.
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Die offenbarte Erfindung überwindet mehrere der Probleme des Standes der Technik, indem sie ein Fahrzeug-Luftumwälzsystem bereitstellt, das einen Regler, einen an dem Regler befestigten Innenraumklimasensor, eine Armaturentafel und eine selektiv einsetzbare Registeranordnung, die an dem Regler und beweglich an der Armaturentafel befestigt ist, umfasst.
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Die Registeranordnung weist ein erstes Register und ein zweites Register auf und kann zwischen einer geschlossenen Stellung, in der das erste Register im Wesentlichen in der Armaturentafel versenkt ist und so blockiert ist, und einer offenen Stellung, in der das erste Register im Wesentlichen aus der Armaturentafel ausgezogen ist, bewegt werden. Das zweite Register bleibt unblockiert, unabhängig davon, ob sich die Registeranordnung in ihrer geschlossenen oder offenen Stellung befindet.
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Die Ausgangsabmessung des zweiten Registers kann größer oder kleiner als die Ausgangsabmessung des ersten Registers sein. Sie kann größer sein, wenn stärkere Luftströmung oder geringeres NVH erwünscht ist. Sie kann kleiner sein, wenn das Aussehen verbessert werden soll. Vorzugsweise, aber nicht unbedingt notwendig, ist das erste Register ein Registerpaar und das zweite Register ist ein Registerpaar.
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Die Registeranordnung ist schwenkbar an der Armaturentafel befestigt und sie kann schwenkbar zwischen der geschlossenen Stellung und der offenen Stellung bewegt werden. Die Register können mit einer beweglichen Tür oder einem beweglichen Vorhang zur Steuerung der Luftströmung ausgestattet werden.
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Nach der Anordnung der offenbarten Erfindung bieten die selektiv einsetzbaren Register Richtungskontrolle zur Absenkung der Temperatur. Wenn die gewünschten Bedingungen erreicht sind, senken sich die einsetzbaren Register in die Armaturentafel ab und die anderen Register bieten eine Öffnung zum Leiten der Luft, beispielsweise über den Köpfen, mit geringeren Geschwindigkeiten, wodurch der Fahrzeuginnenraum kühl gehalten wird, ohne dass in die Richtung der Fahrzeuginsassen geblasen wird. Obwohl eine Luftströmung über dem Kopf als wünschenswertes Beispiel erwähnt ist, versteht sich, dass die Richtung der Luftströmung auch anderswo im Fahrzeug als über dem Kopf sein kann.
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Die oben genannten Vorteile und andere Vorteile und Merkmale sind aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen leicht ersichtlich.
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Zum vollständigeren Verständnis dieser Erfindung wird nun auf die Ausführungsformen verwiesen, die in den beiliegenden Zeichnungen ausführlicher veranschaulicht und unten beispielhaft beschrieben sind. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Teilansicht eines Fahrzeuginnenraums mit einer Ausführungsform der einsetzbaren Registeranordnung der offenbarten Erfindung;
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2 eine Nahansicht einer ersten Ausführungsform der selektiv einsetzbaren Registeranordnung der offenbarten Erfindung in ihrer eingesetzten oder offenen Stellung;
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3 dieselbe Ansicht wie 2, aber mit der Ausführungsform der einsetzbaren Anordnung der offenbarten Erfindung dieser Figur in ihrer versenkten oder geschlossenen Stellung;
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4 eine Nahansicht einer zweiten Ausführungsform der selektiv einsetzbaren Registeranordnung der offenbarten Erfindung in ihrer versenkten oder geschlossenen Stellung;
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5 dieselbe Ansicht wie 4, aber mit der Ausführungsform der einsetzbaren Anordnung der offenbarten Erfindung dieser Figur in ihrer eingesetzten oder offenen Stellung;
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6 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der einsetzbaren Registeranordnung aus 4 und 5, die das obere Register in seiner offenen Stellung zeigt;
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7 dieselbe Ansicht wie 6, aber mit dem oberen Register in seiner geschlossenen Stellung;
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8 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der einsetzbaren Registeranordnung aus 4 und 5, die das obere Register in seiner offenen Stellung zeigt;
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9 dieselbe Ansicht wie 8, aber mit dem oberen Register in seiner geschlossenen Stellung;
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10 eine Draufsicht auf das obere Register, welche die Membran zeigt, welche die Stützrippen im Wesentlichen überdeckt;
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11 eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der einsetzbaren Registeranordnung aus 4 und 5, die das obere Register in seiner offenen Stellung zeigt;
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12 dieselbe Ansicht wie 11, aber mit dem oberen Register in seiner geschlossenen Stellung; und
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13 ein Fließdiagramm der Kontrollstrategie des selektiv einsetzbaren Registers der offenbarten Erfindung.
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In den folgenden Abbildungen werden dieselben Bezugsziffern als Verweis auf dieselben Bauteile verwendet. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Betriebsparameter und Bauteile für unterschiedlich konstruierte Ausführungsformen beschrieben. Diese speziellen Parameter und Bauteile sind als Beispiele aufgenommen und nicht als einschränkend zu verstehen.
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Die offenbarte Erfindung kann zur Verwendung in einer großen Vielzahl von Fahrzeugen geeignet sein. 1 zeigt eine solche Ausführungsform für einen Fahrzeuginnenraum, allgemein als 10 gezeigt. Der gezeigte Innenraum 10 ist nicht als einschränkend zu verstehen, sondern er soll eine allgemeine Konfiguration bereitstellen, in der die offenbarte Erfindung verwendet werden kann, da die einsetzbare Registeranordnung der offenbarten Erfindung in praktisch jedem Fahrzeug eingesetzt werden kann.
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Das Fahrzeug 10 weist eine Armaturentafel 12 herkömmlicher Gestalt auf. Armaturentafeln mit einer Vielzahl von alternativen Formen können für denselben Zweck geeignet sein. In der Armaturentafel 12 ist eine Ausführungsform einer selektiv einsetzbaren Registeranordnung 14 gemäß der offenbarten Erfindung angebracht. Die einsetzbare Registeranordnung 14 ist schwenkbar an der Oberseite der Armaturentafel 12 angebracht.
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2 und 3 zeigen die einsetzbare Registeranordnung 14 ausführlicher. In 2 ist die einsetzbare Registeranordnung 14 in ihrer eingesetzten oder offenen Stellung gezeigt. In dieser Stellung steht eine Positionsrichtungskontrolle zur Absenkung der Temperatur zur Verfügung. Wenn die optimalen Innenraumbedingungen erreicht sind, wird die einsetzbare Registeranordnung 14 in die Armaturentafel 12 abgesenkt. In 3 ist die einsetzbare Registeranordnung 14 in ihrer versenkten oder geschlossenen Stellung gezeigt, nachdem die gewünschten Innenraumbedingungen erzielt worden sind.
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Die Registeranordnung 14 weist ein erstes einsetzbares Register 16 und ein zweites einsetzbares Register 16‘ auf. Obwohl zwei einsetzbare Register gezeigt sind, versteht es sich, dass eine größere oder kleinere Anzahl von einsetzbaren Registern sowie einsetzbare Register mit unterschiedlichen Formen und Größen in der offenbarten Erfindung verwendet werden können, ohne von ihrem Geist oder ihrem Umfang abzuweichen.
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Zusätzlich zu dem ersten einsetzbaren Register 16 und dem zweiten einsetzbaren Register 16‘ weist die Anordnung 14 der offenbarten Erfindung eine Oberseite 18 auf. Wenn sich die einsetzbare Registeranordnung 14 der offenbarten Erfindung in ihrer geschlossenen oder versenkten Stellung wie in 3 gezeigt befindet, ist die Oberseite 18 im Allgemeinen bündig mit der benachbarten Oberseite der Armaturentafel 12.
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Ein Register 20 ist ebenfalls an der einsetzbaren Registeranordnung 14 angebracht. Das Register 20 versenkt sich nicht mit den Registern 16 und 16‘, wenn die einsetzbare Registeranordnung 14 in ihrer geschlossene oder versenkte Stellung wie in 3 gezeigt bewegt wird. Stattdessen bleibt das Register 20 zum Leiten von umgewälzter Luft mit einer geringeren Geschwindigkeit über die Köpfe zur Verfügung, um die Innenraumbedingungen so auf einem angenehmen Niveau zu halten, ohne in Richtung der Insassen zu blasen.
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Die in 2 und 3 gezeigte und in Verbindung damit besprochene Ausführungsform der einsetzbaren Registeranordnung ist eine Vorgehensweise zur Erreichung der Ziele der offenbarten Erfindung. Eine alternative Vorgehensweise ist in 4 und 5 gezeigt, in denen eine zweite Ausführungsform der einsetzbaren Registeranordnung, eine Anordnung 22, zu sehen ist. In 4 ist die einsetzbare Registeranordnung 22 in ihrer abgesenkten oder versenkten Stellung gezeigt, während die einsetzbare Registeranordnung 22 in 5 in ihrer eingesetzten oder offenen Stellung zu sehen ist.
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Bezugnehmend auf 4 und 5 weist die einsetzbare Registeranordnung 22 ein erstes oberes Register 24 und ein zweites obere Register 24‘ auf. Die Registeranordnung 22 weist auch ein erstes einsetzbares Register 26 und ein zweites einsetzbares Register 26‘ auf. Die oberen Register 24 und 24‘ funktionieren wie die Register 20 der in 2 und 3 gezeigten und in Verbindung damit besprochenen Ausführungsform, d.h. sie bleiben auch dann verfügbar, wenn sich die Anordnung 22 in ihrer abgesenkten Stellung befindet (wie in 4 gezeigt), um umgewälzte Luft mit geringerer Geschwindigkeit über die Köpfe zu leiten und so erwünschte Innenraumbedingungen aufrechtzuerhalten, ohne in die Richtung der Insassen zu blasen. Anzahl, Größe, Platzierung und Form der Register 24, 24‘, 26 und 26‘ können variiert werden und sind nicht auf die gezeigten Konfigurationen beschränkt.
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Unabhängig von der Ausführungsform, wenn sich die einsetzbare Registeranordnung der offenbarten Erfindung in ihrer eingesetzten oder offenen Stellung (wie in 2 und 5 gezeigt) befindet, strömt Luft durch die vorderen Register 16 und 16’ bzw. 26 und 26’, während die Luftströmung durch das Register 20 bzw. die Register 24 und 24’ blockiert ist. Wenn die einsetzbare Registeranordnung der offenbarten Erfindung aber in ihrer versenkte oder abgesenkte Stellung bewegt wird (wie in 3 und 4 gezeigt), kann keine Luft durch die vorderen Register 16 und 16’ oder 26 und 26’ fließen und kann dann nur selektiv durch die Register 20 oder 24 und 24’ geleitet werden.
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Deshalb ist die offenbarte Erfindung mit einer oder mehreren physikalischen Konstruktionen zur Regulierung der Durchleitung von Luft durch die Register 20 oder 24 und 24' versehen, wie unten mit Bezug auf 6 bis 9 aufgeführt wird. Diese Konstruktionen sind im Verhältnis zu der einsetzbaren Registeranordnung 22 aus 4 und 5 gezeigt, aber sie können sich gleichermaßen auch zur Verwendung mit der einsetzbaren Anordnung 18 aus 2 und 3 eignen. Deshalb sind die folgende Erörterung und die relevanten Abbildungen zur Veranschaulichung und nicht einschränkend gedacht.
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Die Ermittlung, ob sich die einsetzbare Registeranordnung in ihrer eingesetzten und offenen Stellung befinden soll oder in ihre versenkte oder geschlossene Stellung gebracht werden soll, erfolgt durch einen Sensor, der mit dem HLK-System in Wirkverbindung steht, wie etwa ein Sensor 25. Der Sensor 25 steht wiederum mit einem Regler 27 in Wirkverbindung, der den Betrieb der einsetzbaren Registeranordnung steuert, einschließlich beispielsweise der Bewegung zwischen den offenen und geschlossenen Stellungen und des Schließens von einem oder mehreren Registern.
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Bezugnehmend auf 6 und 7 sind die Einzelheiten einer Ausführungsform der einsetzbaren Registeranordnung 22 der offenbarten Erfindung als ein Registersystem 28 gezeigt. Das Registersystem 28 weist ein bewegliches Septum 29 auf, das zwischen einer geschlossenen Stellung, in der die Luftströmung selektiv blockiert werden kann, und einer offenen Stellung bewegt werden kann. Die offene Stellung des Septums 29 ist in 6 und 7 gezeigt.
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Das Registersystem 28 weist ein vorderes Register 30 und ein oberes Register 32 auf. Das vordere Register 30 weist eine Vielzahl von Schiebern 34 auf, die zwischen einer offenen Stellung (wie gezeigt) und einer geschlossenen Stellung bewegt werden können. Das obere Register 32 weist auch eine Entlüftungsanordnung 36 auf, die eine Vielzahl von Schiebern 38 aufweist. Die Schieber 38 können zwischen einer offenen Stellung (in 6 gezeigt) und einer geschlossenen Stellung (in 7 gezeigt) bewegt werden.
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Die Schieber 38 sind schwenkbar an einer beweglichen Platte 40 und an einer fixierten Platte 42 befestigt. Eine Bewegung der beweglichen Platte 40 im Verhältnis zur fixierten Platte 42, beispielsweise durch ein Getriebe oder eine Hebelanordnung, führt dazu, dass die Schieber 38 entweder geschlossen sind (wie in 6 gezeigt), wobei Luft durchfließen kann, oder dass sie geschlossen sind (wie in 7 gezeigt), wobei keine Luft durchgeleitet werden kann.
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Zusätzlich zu der zwischen offenen und geschlossenen Stellungen beweglichen Entlüftungsanordnung 36 ist auch eine andere Verschlussmethode zusätzlich oder alternativ vorgesehen. Nach dieser Anordnung ist eine Tür 44 vorgesehen, die um den Türdrehpunkt 46 zwischen einer offenen Stellung (in 6 gezeigt) und einer geschlossenen Stellung (in 7 gezeigt) geschwenkt werden kann. Nach dieser Anordnung ist die Luftströmung durch die Entlüftungsanordnung 36 genau einstellbar und kann an die Form und Größe des Fahrzeuginnenraums sowie an die Vorlieben der Fahrzeuginsassen angepasst werden.
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Eine alternative Ausführungsform der einsetzbaren Registeranordnung 22 der offenbarten Erfindung ist in 8, 9 und 10 gezeigt. Mit Bezug darauf ist ein allgemein als 48 gezeigtes Registersystem gezeigt. Das Registersystem 48 weist auch ein bewegliches Septum 49 auf. Das bewegliche Septum 49 kann zwischen einer geschlossenen Stellung, die selektiv die Luftströmung blockieren kann, und einer offenen Stellung bewegt werden. Die offene Stellung des Septums 49 ist in 8 und 9 gezeigt.
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Das Registersystem 48 weist ein vorderes Register 50 und ein oberes Register 52 auf. Das vordere Register 50 weist eine Vielzahl von Schiebern 54 auf, die zwischen einer offenen Stellung (wie in den Figuren gezeigt) und einer geschlossenen Stellung bewegt werden können. Das obere Register 22 weist auch eine Vielzahl von fixierten Schiebern 56 auf, die Teil einer Rippenkonstruktion darstellen.
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Zum Anhalten der Durchleitung von Luft durch das obere Register 52 ist eine bewegliche Membran vorgesehen. Insbesondere ist eine Einziehrolle 58 zum selektiven Zurückziehen oder Ausfahren einer flexiblen Membran 60 vorgesehen. Die Membran 60 ist ein permeables Textilmaterial, das die Durchleitung eines kontrollierten Luftvolumens gestattet, auch wenn die Membran 60 in ihre geschlossene Stellung bewegt wird. Material, Dicke, Maschengröße und Denier der Membran 60 können zur Kontrolle der Luftströmung eingestellt werden. Demnach kann der Gesamtgrad der Permeabilität der Membran 60 auf der gewünschten Luftströmung beruhen. Wie die in 6 und 7 gezeigte Anordnung des oberen Registers 32 kann auch die Anordnung des oberen Registers 52 so angepasst oder eingestellt werden, dass eine optimale Luftströmung erreicht wird, um die Innenraumanforderungen zu erfüllen und an die Vorlieben der Insassen anzupassen.
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Die Membran 60 kann zwischen einer offenen Stellung wie in 8 gezeigt und der in 9 und 10 gezeigten geschlossenen Stellung bewegt werden. Natürlich kann die Membran 60 die gesamte oder einen Teil der Öffnung des oberen Registers 52 abdecken, um die Luftströmung anzupassen.
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Als Abwandlung der in 8, 9 und 10 gezeigten und in Verbindung damit beschriebenen Anordnung kann die flexible Membran durch eine massive Tür 62 ersetzt werden. Diese Abwandlung ist in 11 und 12 gezeigt, in denen die Tür 62 beweglich von einer Rolle 64 getragen wird. Wenn eine Luftströmung gewünscht wird, wird die Tür 62 in ihre offene Stellung wie in 11 gezeigt bewegt. Wenn keine Luftströmung gewünscht wird, wird die Tür 62 in ihre geschlossene Stellung wie in 12 gezeigt bewegt. Die Unterstützung der geschlossenen Tür 62 erfolgt zumindest teilweise durch die Schieber 56 der Rippenkonstruktion.
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Statt dass die Tür 62 vollständig geschlossen oder geöffnet wird, kann sie auch nach Wunsch zur Regulierung und damit Feineinstellung der Luftströmung nur teilweise geschlossen werden. Somit sind unendliche Abwandlungen je nach Strömungspräferenzen und Anforderungen möglich.
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Unabhängig von der Ausführungsform der Register oder von der Methode zum Schließen der oberen Register ist die Kontrollstrategie zur Bedienung des selektiv einsetzbaren Registersystems der offenbarten Erfindung gleich oder ähnlich. Eine beispielhafte Kontrollstrategie ist in 13 aufgeführt.
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Bei Schritt 100 erfolgt eine Abfrage, ob die automatische elektronische Temperaturregelung (EATC) an- oder ausgeschaltet ist. Wenn sie ausgeschaltet ist, wird in Schritt 110 entschieden, auf dem manuell eingestellten Sollwert zu bleiben.
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Wenn sie eingeschaltet ist, wird in Schritt 120 gefragt, ob sich die EATC im Panel-Modus befindet. Wenn nicht, wird in Schritt 130 entschieden, weiterhin der EATC-Logik zu folgen und das Register bleibt unten.
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Wenn sich die EATC im Panel-Modus befindet, wird in Schritt 140 gefragt, ob das Gebläse oberhalb einer vorgegebenen Einstellungsgeschwindigkeit arbeitet. Wenn die Logik feststellt, dass keine Temperaturabsenkung erforderlich ist und das Gebläse somit nicht mit hoher Gebläsegeschwindigkeit arbeitet, bleibt das einsetzbare Register in seiner versenkten oder geschlossenen Stellung in Schritt 150. Für den Fall, dass die Logik aber feststellt, dass die Temperatur abgesenkt werden muss und das Gebläse oberhalb einer Sollgeschwindigkeit arbeiten soll, wird das einsetzbare Register in seine eingesetzte oder offene Stellung in Schritt 160 bewegt.
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Es kann zusätzlich wünschenswert sein, eine Logik aufzunehmen, um eine kontinuierliche oder fast kontinuierliche Bewegung des Registers zwischen seiner geschlossenen Stellung und seiner offenen Stellung zu verhindern. Ein nicht einschränkendes Beispiel einer solchen Logik ist in Schritten 170, 180 und 190 gezeigt. Wenn sich das Register in Schritt 160 in seiner eingesetzten Stellung befindet, wird in Schritt 170 ermittelt, ob das Gebläse unterhalb einer vorgegebenen Geschwindigkeit arbeitet. Falls nein, wird die Frage erneut gestellt. Falls ja, fährt die Logik mit Schritt 180 fort, in dem die Laufzeit ermittelt wird. Wenn die Laufzeit kürzer als eine definierte Zeit ist, kehrt die Logik zurück und leitet wieder Schritt 170 ein. Wenn die Laufzeit länger als eine definierte Zeit ist, wird das Register in Schritt 190 geschlossen. Solange die Antwort auf eine oder beide Fragen, die in Schritt 170 und 180 gestellt wurden, aber weiterhin Nein lautet, bleibt das Register in seiner eingesetzten Stellung, bis optimale Innenraumbedingungen erreicht sind.
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Abwandlungen der oben beschriebenen Strategie sind möglich, ohne vom Geist und Umfang der offenbarten Erfindung abzuweichen. Zusätzlich kann der Insasse des Fahrzeugs jederzeit auch eines oder mehrere der Register manuell einsetzen oder versenken.
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Die obige Erörterung offenbart und beschreibt beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Ein Fachmann auf dem Gebiet erkennt aus dieser Erörterung und aus den beiliegenden Zeichnungen und Ansprüchen problemlos, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom wahren Geist und Umfang der Erfindung, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.
