DE19752676A1

DE19752676A1 - Klimaanlagensteuervorrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE19752676A1
Application number: DE19752676A
Authority: DE
Inventors: Takanobu Tamada
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 1998-06-04
Also published as: US6002105A; JPH10157444A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlagensteuervorrichtung für ein Fahr zeug, die sowohl PTC-Heizvorrichtungen zur Schnellerwärmung als auch einen Heiz kern, der Motorkühlwasser des Fahrzeugs als Wärmequelle verwendet, umfaßt. Insbe sondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Klimaanlagensteuervorrichtung ge mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 12.

Eine derartige Klimaanlagensteuervorrichtung für Fahrzeuge ist beispielsweise in der JP-A-H5-169967 offenbart. Bei dieser Vorrichtung sind ein Verdampfer und ein Heiz kern zur Steuerung der Lufttemperatur innerhalb eines Klimaanlagenkanalsystems vorgesehen. Auslässe (Abtau-Auslaß, Lüftungsauslaß, Fußauslaß), die durch Modus klappen geöffnet/geschlossen werden, sind an der am weitesten stromabwärts liegen den Seite des Klimaanlagenkanalsystems ausgebildet, wobei eine PTC-Heizvorrich tung ferner an dem Fußauslaß vorgesehen ist, wobei der PTC-Heizvorrichtung Ener gie zugeführt wird, bis die Temperatur des Motorkühlwassers auf einen hohen Wert gestiegen ist und die Erwärmung durch den Heizkern ausreicht, um warme Luft durch den Fußauslaß zu liefern.

Während jedoch die zuvor beschriebene Konstruktion nach dem Stand der Technik ein angenehmes Wärmegefühl bei den Insassen erzeugen kann, da die Abgabe von Warmluft in Fußhöhe selbst in der anfänglichen Heizphase, in der die Temperatur des Motorkühlwassers niedrig ist, Vorrang hat, kann sie kein wirksames Abtauen in der anfänglichen Heizphase garantieren, da die PTC-Heizvorrichtung nur am Fußauslaß vorgesehen ist.

Mit anderen Worten, wenn nicht der FUSS-Modus als Abgabemodus in der anfängli chen Heizphase gewählt wird, d. h., wenn der ABTAU-Modus, welcher der Entfer nung von Frost und Beschlag den Vorrang gibt, oder der ABTAU/FUSS-Modus, bei dem Frost und Beschlag an der Windschutzscheibe entfernt und gleichzeitig ein an genehmes Wärmegefühl für die Insassen erreicht wird, gewählt wird, wird bei der zu vor beschriebenen Konstruktion eine unzureichende Menge an Warmluft durch den Abtau-Auslaß geleitet, da weiterhin der Abgabe von Warmluft durch den Fußauslaß Vorrang gegeben wird. Folglich gibt es nur die Möglichkeit, auf einen Anstieg der Temperatur des Motorkühlwassers zu warten.

Wenn andererseits die durch den Abtau-Auslaß zugeführte Wärmemenge gleich der durch den Fußauslaß zugeführten Wärmemenge eingestellt ist, wird es schwierig, ein Gefühl von Behaglichkeit und Wärme zu erzeugen, das eintritt, wenn die Füße ge wärmt sind und der Kopf nicht einem direkten Warmluftstrom ausgesetzt ist. Wenn daher eine Wahl getroffen werden muß, wird vorzugsweise die Abgabe von Warmluft beim Fußauslaß verstärkt.

Zusätzlich trägt eine PTC-Heizvorrichtung, die eine Batterie oder dergleichen zur En ergieversorgung verwendet, nicht zu der Erwärmung abgegebener Luft bei, wenn der ABTAU-Modus während der anfänglichen Heizphase eingestellt ist, in der der Fuß auslaß geschlossen ist, da dann keine Luft um die PTC-Heizvorrichtung strömt, die am Fußauslaß vorgesehen ist, was eine Energieverschwendung bedeutet.

Daher liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer Klimaan lagensteuervorrichtung für Fahrzeuge, die ausreichend erwärmte Luft zuführen kann, wenn Luft durch einen Fußauslaß in der anfänglichen Heizphase abgegeben wird, während die Temperatur des Motorkühlwassers noch niedrig ist und der Heizkern noch nicht die volle Leistung erreicht hat, und die auch Warmluft zuführen kann, wenn Luft durch einen Abtau-Auslaß abgegeben wird. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine wirtschaftliche Energienutzung zu errei chen, indem die Energiezufuhr zu PTC-Heizvorrichtungen in Übereinstimmung mit dem gewählten Abgabemodus passend gesteuert wird.

Die obigen Aufgaben werden durch eine Klimaanlagensteuervorrichtung gemäß An spruch 1 bzw. 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteran sprüche.

Insbesondere ist die Klimaanlagensteuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vor liegenden Erfindung mit einem Gebläse und einem Heizkern versehen, der Luft, die von dem Gebläse eingesaugt wird, unter Verwendung von Motorkühlwasser des Fahrzeugs als Wärmequelle erwärmt, die beide in einem Klimaanlagenkanalsystem vorgesehen sind, sowie mit einem Fußauslaß, durch den Luft in Fußhöhe abgegeben wird, und einem Abtau-Auslaß, durch den Luft entlang einer Windschutzscheibe ab gegeben ist, wobei diese Auslässe an der stromabwärts liegenden Seite des Klimaan lagenkanalsystems vorgesehen sind, um eingesaugte bzw. durch das Kanalsystem ge strömte und ggf. erwärmte Luft über die Auslässe, die offen sind, in einen Fahrgast raum des Fahrzeugs zu leiten. Der Aufbau zeichnet sich weiter dadurch aus, daß eine Mehrzahl von PTC-Heizvorrichtungen an der stromabwärts liegenden Seite des Heizkerns vorgesehen ist, wobei einige der Mehrzahl von PTC-Heizvorrichtungen am Fußauslaß angeordnet bzw. nur diesem zugeordnet sind, wobei ein Mittel zur voll ständigen Energieversorgung, das Energie zu allen der PTC-Heizvorrichtungen leitet, wenn der Abgabemodus auf einen Modus eingestellt ist, in dem der Fußauslaß offen ist, und ein Mittel zur teilweisen Energieversorgung, das die Energieversorgung zu den PTC-Heizvorrichtungen unterbricht, die am Fußauslaß vorgesehen sind, und En ergie zu den übrigen PTC-Heizvorrichtungen leitet, wenn der Abgabemodus auf einen Modus eingestellt ist, in dem der Fußauslaß geschlossen ist, vorgesehen sind und verwendet werden, wenn die PTC-Heizvorrichtungen verwendet werden müs sen.

Wenn zum Beispiel zwei PTC-Heizvorrichtungen vorhanden sind, d. h. eine erste PTC-Heizvorrichtung und eine zweite PTC-Heizvorrichtung, die an der stromabwärts liegenden Seite des Heizkerns vorgesehen sind, kann die erste PTC-Heizvorrichtung dem Heizkern unmittelbar nachgeordnet bzw. an dem Durchlaß vorgesehen sein, wo Luft von dem Heizkern sowohl zu dem Fußauslaß als auch zu dem Abtau-Auslaß ge leitet wird, und die zweite PTC-Heizvorrichtung kann an dem Fußauslaß angeordnet sein, und in diesem Fall kann Energie zu der ersten und zweiten PTC-Heizvorrichtung geleitet werden, wenn der Abgabemodus auf den FUSS-Modus oder ABTAU/FUSS-Modus eingestellt ist, während nur die erste PTC-Heizvorrichtung mit Energie ver sorgt wird und die Energieversorgung zu der zweiten PTC-Heizvorrichtung unter brochen wird, wenn der Abgabemodus auf den ABTAU-Modus gestellt ist.

Die Energieversorgung und Energieunterbrechung durch das Mittel zur vollständi gen Energieversorgung und das Mittel zur teilweisen Energieversorgung der PTC-Heiz vorrichtungen kann durch Kopplung mit der Betätigung eines Schalthebels zum Umschalten des Abgabemodus erreicht werden oder es kann ein Mikrocomputer zum Berechnen und Wählen eines Abgabemodus aus einem gespeicherten Steuerpro gramm verwendet werden, um die Steuerung der Umschaltung der PTC-Heizvorrich tungen in Übereinstimmung mit dem gewählten Abgabemodus durchzuführen. Wenn zum Beispiel ein Mikrocomputer verwendet werden soll, ist ein Medium erforderlich, das in einem Speicher ein Steuerprogramm speichert, um die Entscheidung zu treffen, daß die Umstände die Verwendung der PTC-Heizvorrichtungen verlangen, um allen der Mehrzahl von PTC-Heizvorrichtungen Energie zuzuführen, wenn festgestellt wird, daß der Abgabemodus auf einen Modus mit offenem Fußauslaß eingestellt ist, und um die Energieversorgung jener PTC-Heizvorrichtungen zu unterbrechen, die am Fußauslaß angeordnet sind, und Energie zu den übrigen PTC-Heizvorrichtungen zu leiten, wenn festgestellt wird, daß der Abgabemodus auf einen Modus mit geschlos senem Fußauslaß eingestellt ist.

Wenn zum Beispiel der Abgabemodus auf den FUSS-Modus eingestellt ist, in dem der Fußauslaß während der anfänglichen Heizphase offen ist, wird folglich allen PTC-Heiz vorrichtungen an der stromabwärts liegenden Seite des Heizkerns Energie zuge führt, und die Luft, die durch den Heizkern geströmt ist, wird zunächst von den PTC-Heiz vorrichtungen (der ersten PTC-Heizvorrichtung) erwärmt, die nicht die PTC-Heiz vorrichtungen sind, die am Fußauslaß angeordnet sind, und wird dann von den PTC-Heizvorrichtungen (der zweiten PTC-Heizvorrichtung) weiter erwärmt, die am Fußauslaß angeordnet sind, bevor sie in Fußhöhe des Fahrgastraums bzw. in einen Fußraum abgegeben wird.

Wenn der Abgabemodus auf den ABTAU/FUSS-Modus eingestellt ist, in dem der Fußauslaß offen ist, wird die durch den Fußauslaß abzugebende Luft ebenso von al len PTC-Heizvorrichtungen erwärmt, wie im Falle des FUSS-Modus, und die Luft, die durch den Abtau-Auslaß abzugeben ist, wird nur von den PTC-Heizvorrichtungen (der ersten PTC-Heizvorrichtung) erwärmt, die nicht jene PTC-Heizvorrichtungen sind, die am Fußauslaß angeordnet sind. Somit ist im ABTAU/FUSS-Modus die Tem peratur der durch den Fußauslaß abgegebenen Warmluft höher als die Temperatur der durch den Abtau-Auslaß abgegebenen Warmluft, wodurch eine Klimaanlagensteue rung erreicht wird, die zu einem angenehmen Wärmegefühl für die Insassen führt, während gleichzeitig eine Abtaufunktion für die Windschutzscheibe gewährleistet ist.

Wenn der Abgabemodus auf den ABTAU-Modus gestellt ist, in dem der Fußauslaß geschlossen ist, wird die Luft, die durch den Heizkern geströmt ist, von den PTC-Heiz vorrichtungen (der ersten PTC-Heizvorrichtung) erwärmt, die nicht jene PTC-Heiz vorrichtungen sind, die am Fußauslaß angeordnet sind, und wird dann direkt durch den Abtau-Auslaß abgegeben. Es ist zu beachten, daß, da in diesem Modus die Energieversorgung zu den PTC-Heizvorrichtungen (der zweiten PTC-Heizvorrich tung), die am Fußauslaß angeordnet sind, unterbrochen ist, die für den Betrieb der PTC-Heizvorrichtungen erforderliche Energie im Vergleich zu jener, die in den ande ren Moden erforderlich ist, verringert ist.

Die obengenannten und andere Merkmale der Erfindung und die begleitenden Vor teile werden den Fachleuten angesichts der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung, die bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellt, ver ständlicher und offensichtlicher. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein Aufbaubeispiel einer Klimaanlagensteuervorrichtung für Fahrzeuge ge mäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Flußdiagramm, das ein Beispiel eines Steuervorgangs zeigt, der von ei ner Schaltsteuereinheit 23 durchgeführt wird, die in Fig. 1 dargestellt ist;

Fig. 3 ein weiteres Aufbaubeispiel einer Klimaanlagensteuervorrichtung für Fahr zeuge gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das ein Beispiel eines Steuervorgangs zeigt, der von ei ner Schaltsteuereinheit durchgeführt wird, die in Fig. 3 dargestellt ist.

Es folgt eine Erklärung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Er findung unter Bezugnahme auf die Zeichnung. In Fig. 1 ist eine Klimaanlagensteuer vorrichtung für Fahrzeuge mit einer Einlaßschaltvorrichtung 4 mit einer inneren Luft einlaßöffnung 2 und einer äußeren Lufteinlaßöffnung 3 an der am weitesten strom aufwärts liegenden Seite eines Klimaanlagenkanalsystems 1 vorgesehen. Das Verhält nis, in dem Innenluft und/oder Außenluft eingeleitet werden, wird mit einer Einlaß klappe 5 reguliert. Ein Gebläse 7, das von einem Motor 6 in Drehung versetzt wird, ist an dem Klimaanlagenkanalsystem 1 gegenüber den Einlaßöffnungen vorgesehen, so daß Luft von den Einlaßöffnungen durch die Drehung des Luftgebläses 7 angesaugt und zu der stromabwärts liegenden Seite gedrückt bzw. gefördert wird.

Ein Verdampfer 8 ist an der stromabwärts liegenden Seite des Luftgebläses 7 vorge sehen, wobei der Verdampfer 8 mit einem Kompressor, einem Kondensator, einem Flüssigkeitstank, einem Expansionsventil und dergleichen (nicht dargestellt), die alle durch Rohre verbunden sind, einen Kühlzyklus bildet. Wenn der Kompressor arbei tet, wird ein Kühlmittel zu dem Verdampfer 8 geleitet, um die durch den Verdampfer 8 strömende Luft zu kühlen.

An der stromabwärts liegenden Seite des Verdampfers 8 ist ein Wärmetauscher bzw. ein Heizkern 9, der das Motorkühlwasser als Wärmequelle verwendet, vorgesehen, und eine Luftmischklappe 10 ist an der Vorderseite des Heizkerns 9 vorgesehen. Das Verhältnis von Luft, die durch den Heizkern 9 strömt, und Luft, die den Heizkern 9 umgeht, von der Luft, die durch den Verdampfer 8 geströmt ist, wird durch die Luft mischklappe 10 eingestellt.

Die Luft, deren Temperatur von dem Verdampfer 8 und dem Heizkern 9 reguliert bzw. beeinflußt wird, wird dann in den Fahrgastraum durch Auslässe, nämlich hier einen beispielsweise zu einer Windschutzscheibe 30 weisenden Abtau-Auslaß 12a, einen beispielsweise in eine mittlere Höhe weisenden Lüftungsauslaß 12b und einen bei spielsweise in den Fußraum weisenden Fußauslaß 12c, geblasen, die von Modusklap pen 11a, 11b und 11c geöffnet und geschlossen werden können, die an der am weite sten stromabwärts liegenden Seite des Klimaanlagenkanalsystems 1 vorgesehen sind.

Eine erste PTC-Heizvorrichtung 13 und eine zweite PTC-Heizvorrichtung 14 sind an der stromabwärts liegenden Seite des Heizkerns angeordnet, wobei die erste PTC-Heiz vorrichtung hinter dem Heizkern 9 in dessen Nähe angeordnet ist, um die gesam te durch den Heizkern 9 geströmte Luft zu erwärmen, so daß den einzelnen Auslässen Warmluft, also von der ersten PTC-Heizvorrichtung 13 und/oder den Heizkern 9 er wärmte Luft, zugeleitet werden kann, während die zweite PTC-Heizvorrichtung 14 weiter stromabwärts nach der Modusklappe 11c des Fußauslasses 12c angeordnet ist, um nur die Luft, die dem Fußauslaß 12c zugeführt wird, (zusätzlich) zu erwärmen.

Die erste und zweite PTC-Heizvorrichtung 13 und 14 sind an eine Energiequelle 17 wie eine Batterie oder Stromversorgung über Kontaktpunkte 15a und 16a eines er sten Relais 15 bzw. eines zweiten Relais 16 angeschlossen, wobei eine Erregerspule 15b des ersten Relais 15 an die Energiequelle 17 über einen ersten Schalter (SW1) 18 angeschlossen ist, der normalerweise offen ist, und eine Erregerspule 16b des zweiten Relais 16 an die Energiequelle 17 über einen zweiten Schalter (SW2) 19 angeschlos sen ist, der normalerweise geschlossen ist, und der erste Schalter 18 seriell an den zweiten Schalter 19 angeschlossen ist.

Die Luftmischklappe 10 ist mit einem Temperatursteuerhebel 21 an einer Steuertafel 20 gekoppelt, und durch Einstellen des Temperatursteuerhebels auf WARM wird die Luftmischklappe 10 auf ein Öffnungsmaß (=100%) eingestellt, bei dem die gesamte Zuluft durch den Heizkern 9 geleitet wird. Wenn der Temperatursteuerhebel 21 zu KALT bewegt wird, nimmt das Öffnungsmaß allmählich ab, und durch Einstellen des Temperatursteuerhebels 21 in die KALT-Position wird die Luftmischklappe 10 auf ein Öffnungsmaß (= 0%) eingestellt, bei dem keine Luft durch den Heizkern 9 strömt.

Zusätzlich sind die Modusklappen 11a, 11b und 11c mit einem Modusschalthebel 22 gekoppelt, und wenn der Modusschalthebel in die ABTAU-Position gestellt wird, wird nur der Abtau-Auslaß 12a geöffnet, während der Lüftungsauslaß 12b und der Fußauslaß 12c geschlossen sind. Wenn er in die ABTAU/FUSS-Position gestellt wird, werden die Modusklappen 11a und 11c zum Öffnen und Schließen des Abtau-Aus lasses 12a und des Fußauslasses 12c jeweils auf etwa halb offen gestellt, während der Lüftungsauslaß 12b geschlossen bleibt, so daß 50-60% der gesamten Luftmenge durch den Fußauslaß 12c abgegeben wird und die übrige Luft durch den Abtau- Auslaß 12a abgegeben wird. Wenn der Modusschalthebel 22 in die FUSS-Position gestellt wird, wird ein Zustand erreicht, in dem der Lüftungsauslaß 12b geschlossen ist, der Fußauslaß 12c vollständig offen ist und der Abtau-Auslaß 12a leicht offen ist, so daß 70-80% der gesamten Luftmenge zu dem Fußauslaß 12c geleitet wird und die übrige Luft zu dem Abtau-Auslaß 12a gelenkt wird.

Es ist zu beachten, daß es in der anfänglichen Heizphase zwar selten eine Einstel lungsanforderung gibt, den Abgabenmodus auf den DOPPELNIVEAU-Modus (DN) oder den LÜFTUNGS-Modus (LÜFT) zu stellen, aber wenn der Abgabemodus auf den DOPPELNIVEAU-Modus (DN) gestellt wird, ist der Abtau-Auslaß 12a geschlos sen, während der Lüftungsauslaß 12b und der Fußauslaß 12c geöffnet werden, und wenn er auf den LÜFTUNGS-Modus (LÜFT) gestellt wird, werden der Abtau-Auslaß 12a und der Fußauslaß 12c geschlossen und nur der Lüftungsauslaß 12b geöffnet.

Eine Schaltsteuereinheit 23 erfaßt den mit dem Modusschalthebel 22 gewählten Ab gabemodus und vorzugsweise auch die Einstellung des Temperatursteuerhebels 21 und steuert die Schalter 18 und 19 entsprechend dem Abgabemodus und entspre chend der Temperaturwahl während der anfänglichen Heizphase. Diese Schaltsteuer einheit 23 kann vollständig aus einem elektrischen Schaltkreis bestehen oder kann ei nen Aufbau enthalten, bei dem ein Schaltsteuerprogramm von einem Mikrocomputer verarbeitet wird. Zum Beispiel zeigt Fig. 2 ein Flußdiagramm, das ein Beispiel darstellt, bei dem die Schalter 18 und 19 von einem Mikrocomputer gesteuert werden, um schließlich die erste und zweite PTC-Heizvorrichtung 13 und 14 zu steuern.

Während der Anfangsphase nach der Zündung bzw. dem Starten des Fahrzeugs wer den Signale, welche die Temperatursteuerung und den Abgabemodus betreffen, die den Positionen des Temperatursteuerhebels 21 und des Modusschalthebels 22 ent sprechen, von der Schaltsteuereinheit 23 erfaßt oder eingelesen bzw. in diese einge geben (Schritt 50), so daß die Schaltsteuereinheit 23 eine Entscheidung treffen kann, ob der Betrieb unter Vollheiz-Bedingungen läuft, bei denen das Öffnungsmaß der Luftmischklappe auf 100% eingestellt ist und der Temperatursteuerhebel 21 auf die WARM-Position gestellt ist, oder nicht (Schritt 52). Wenn der Betrieb nicht unter Vollheiz-Bedingungen in der Anfangsphase nach dem Starten läuft, wird entschieden, daß keine Anforderung für die PTC-Heizvorrichtungen vorliegt, und die PTC-Heiz vorrichtungen werden nicht aus ihrem Anfangszustand gestartet (der erste Schalter 18 ist offen und der zweite Schalter 19 ist geschlossen, dies bedeutet, daß beide PTC-Heiz vorrichtungen ausgeschaltet sind) (Schritt 54), während bei einem Betrieb unter Vollheiz-Bedingungen in der Anfangsphase nach dem Starten der mit dem Modus schalthebel 22 gewählte Abgabemodus erfaßt wird (Schritte 56 und 58) und die Schalter 18 und 19 in Übereinstimmung mit dem Abgabemodus auf folgende Weise gesteuert werden.

Erstens, wenn der Abgabemodus auf den LÜFTUNGS-Modus oder den DOPPELNIVEAU-Mo dus gestellt wird, werden der erste und zweite Schalter 18 und 19 in ihren Anfangszuständen belassen (der erste Schalter 18 ist offen und der zweite Schalter 19 ist geschlossen, dies bedeutet, daß beide PTC-Heizvorrichtungen ausgeschaltet sind), wobei keiner dieser Moden für gewöhnlich während der anfänglichen Heizphase eingestellt wird (Schritt 54). Wenn der FUSS-Modus oder der ABTAU/FUSS-Modus eingestellt wird, wird der erste Schalter 18 geschlossen, während der zweite Schalter 19 in seinem Anfangszustand (geschlossen) belassen wird (Schritt 60), und wenn der ABTAU-Modus eingestellt wird, wird der erste Schalter 18 geschlossen und der zweite Schalter 19 geöffnet (Schritt 62).

Wenn der Abgabemodus auf den LÜFTUNGS-Modus oder den DOPPELNIVEAU-Mo dus eingestellt ist, wird folglich unabhängig davon, ob der Betrieb sich in der an fänglichen Heizphase befindet oder nicht, die normale Steuerung ausgeführt, in der die PTC-Heizvorrichtungen nicht arbeiten. Wenn jedoch der Temperatursteuerhebel 21 in der anfänglichen Heizphase auf WARM gestellt ist und der Abgabemodus auf den FUSS-Modus gestellt ist, wird der erste Schalter geschlossen, um den Erregerspu len 15b und 16b des Relais 15 bzw. 16 Energie zuzuführen, so daß die Kontaktpunk te 15a und 16a der Relais geschlossen werden, um der ersten und zweiten PTC-Heiz vorrichtung 13 und 14 Energie zuzuführen. In diesem Abgabemodus ist der Fußaus laß 12c vollständig offen, und der Abtau-Auslaß 12a ist leicht geöffnet, und die Luft, die durch den Fußauslaß 12c abgegeben wird, wird von der ersten PTC-Heizvorrich tung 13 erwärmt, nachdem sie durch den Heizkern 9 geströmt ist, und wird dann von der zweiten PTC-Heizvorrichtung 14 weiter erwärmt. Zusätzlich wird eine kleine Luftmenge, die von der ersten PTC-Heizvorrichtung 13 erwärmt wurde, auch durch den Abtau-Auslaß 12a abgegeben.

Wenn der Abgabemodus auf den ABTAU/FUSS-Modus in der anfänglichen Heiz phase eingestellt ist, wird der ersten und der zweiten PTC-Heizvorrichtung 13 und 14 wie im FUSS-Modus Energie zugeführt. Da in diesem Abgabemodus die Modusklap pen 11c und 11a zum Öffnen und Schließen des Fußauslasses 12c und des Abtau- Auslasses 12a in einen halb offenen Zustand gestellt werden, wird etwa die Hälfte der Luft, die durch den Heizkern 9 geströmt und von der ersten PTC-Heizvorrichtung 13 erwärmt wurde, zu dem Fußauslaß 12c geleitet, wo sie vor der Abgabe von der zwei ten PTC-Heizvorrichtung 14 weiter erwärmt wird. Die restliche Hälfte der Luft, die von der ersten PTC-Heizvorrichtung 13 erwärmt wurde, wird durch den Abtau-Aus laß 12a entlang der Windschutzscheibe 30 abgegeben. Folglich wird die Zuluft in zwei annähernd gleiche Teile geteilt, die der Windschutzscheibe 30 und dem Fuß raum zugeführt werden. Da die Luft, die durch den Fußauslaß 12c abgegeben wird, eine höhere Temperatur aufweist als die Luft, die an den Abtau-Auslaß 12a abgege ben wird, wird eine angenehme klimatisierte Umgebung für die Insassen erreicht, in der die Füße erwärmt werden und der Kopf nicht einem direkten bzw. übermäßig warmen Warmluftstrom ausgesetzt ist.

Wenn der Abgabemodus in der anfänglichen Heizphase auf den ABTAU-Modus ein gestellt ist, wird die gesamte Luft, die durch den Heizkern 9 geströmt ist, durch den Abtau-Auslaß 12a abgegeben, nachdem sie von der ersten PTC-Heizvorrichtung 13 erwärmt wurde. Dadurch kann selbst in der anfänglichen Heizphase, in welcher eine Erwärmung durch den Heizkern 9 nicht ausreicht, etwas Warmluft entlang der Wind schutzscheibe 30 zugeführt werden, wodurch eine Verbesserung der Abtauleistung bei kaltem Wetter erzielt wird. Da die Energieversorgung zu der zweiten PTC-Heiz vorrichtung 14 unterbrochen ist, entfällt zusätzlich das Problem, daß allen PTC-Heiz vorrichtungen Energie zugeführt werden muß, selbst wenn der Fußauslaß 12c ge schlossen ist, um eine Luftabgabe in Fußhöhe zu beenden. So wird eine Energiever schwendung verhindert.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Luftgebläse 7, die Einlaßklappe 5, die Luftmischklappe 10, die Modusklappen 11a-11c und der erste und zweite Schal ter 18 und 19 mit Steuersignalen antriebsgesteuert sind, die von einer Steuereinheit 24 bereitgestellt werden. In dieser Steuereinheit 24, die mit einem Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM und dergleichen der bekannten Technik, einen Eingabe-/Ausgabeanschluß für Signale, einer Antriebssteuerschaltung und derglei chen versehen ist, werden verschiedene Eingangssignale (Signale von einem Fahr gastraumtemperatursensor 25, der die Temperatur im Fahrgastraum erfaßt, einem Au ßenlufttemperatursensor 26, der die Temperatur der Außenluft erfaßt, einer Tempera tureinstellvorrichtung 27, die eine Zieltemperatur für den Fahrgastraum einstellt, und dergleichen) auf der Basis eines besonderen Programms eingegeben, das im voraus bereitgestellt wird, und die Steuereinheit 24 bestimmt Steuersignale, die auf diesen Si gnalen beruhen, um die einzelnen Klappen 5, 10 und 11a-11c, das Luftgebläse 7, den ersten und zweiten Schalter 18 und 19 und dergleichen zu steuern.

Zusätzlich wird ein Signal von einer Abgabemoduseinstellvorrichtung 28, mit der der Abgabemodus manuell einstellbar ist, der Steuereinheit 24 eingegeben, und wenn der Abgabemodus manuell gewählt wurde, übersteuert der manuell gewählte Abgabe modus den Abgabemodus, der auf der Basis verschiedener Signale, insbesondere von Temperatursignalen, bestimmt wurde.

Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm, das ein Beispiel darstellt, wie die Steuereinheit 24 die Energieversorgung der PTC-Heizvorrichtungen 13 und 14 steuert. Die Steuereinheit 24 beginnt mit diesem Verarbeitungsprogramm unmittelbar nachdem der Zündschal ter betätigt, also der Motor des Fahrzeugs gestartet wurde. Signale, welche verschie dene Arten von Information, wie die Fahrgastraumtemperatur, die Außenlufttempera tur, die Zieltemperatur und dergleichen angeben, und das Signal von der Modusein stellvorrichtung 28 werden der Steuereinheit 24 eingegeben (Schritt 70), und dann verarbeitet die Steuereinheit 24 diese Signale, um eine Entscheidung zu treffen, ob eine Anforderung bzw. Notwendigkeit zum Erwärmen des Fahrgastraums während der Anfangsphase nach dem Starten vorliegt (Schritt 72).

Wenn keine Anforderung zum Erwärmen in der Anfangsphase nach dem Starten vor liegt, wird der optimale Abgabemodus für den Fahrgastraum auf der Basis verschie dener Arten von Information, wie der Fahrgastraumtemperatur, der Außenlufttempera tur, der Zieltemperatur und dergleichen, bestimmt und eingestellt (Schritt 74), und es wird angenommen, daß keine Anforderung zur Verwendung der PTC-Heizvorrich tungen vorliegt, so daß die PTC-Heizvorrichtungen in ihren anfänglichen Zuständen (der erste Schalter 18 ist offen und der zweite Schalter 19 ist geschlossen) belassen werden, also ausgeschaltet bleiben (Schritt 76). Wenn im Gegensatz dazu eine An forderung zum Erwärmen in der Anfangsphase nach dem Starten vorliegt, wird die Luftmischklappe 10 auf die Vollheiz-Position gestellt (Schritt 78), der Abgabemodus, der durch automatische Berechnung auf der Basis der eingegebenen Information oder durch manuelle Betätigung der Abgabemoduseinstellvorrichtung 28 gewählt wurde, wird erfaßt (Schritt 80 und 82), und die Modusklappen 11a-11c und die Schalter 18 und 19 werden abhängig von dem gewählten Abgabemodus gesteuert.

Wenn erstens der Abgabemodus auf den LÜFTUNGS-Modus oder den DOPPELNIVEAU-Mo dus eingestellt ist, werden die Modusklappen 11a-11c in Positionen ge stellt, in welchen der LÜFTUNGS-Modus oder der DOPPELNIVEAU-Modus erreicht wird (Schritt 84), wobei der erste und zweite Schalter 18 und 19 in ihren anfänglichen Zuständen belassen werden (der erste Schalter 18 ist offen und der zweite Schalter 19 ist geschlossen) (Schritt 76). Wenn der Abgabemodus auf den FUSS-Modus oder den ABTAU/FUSS-Modus eingestellt wird, werden die Modusklappen 11a-11c in Posi tionen gestellt, in welchen der FUSS-Modus oder der ABTAU/FUSS-Modus erreicht wird (Schritt 86), wobei der erste Schalter 18 geschlossen wird und der zweite Schal ter 19 in seinem anfänglichen Zustand (geschlossen) belassen wird (Schritt 88), und wenn der ABTAU-Modus eingestellt wird, werden die Modusklappen in Position ge stellt, in welchen der ABTAU-Modus erreicht wird (Schritt 90), wobei der erste Schal ter 18 geschlossen und der zweite Schalter 19 geöffnet wird (Schritt 92).

Dadurch wird auch bei diesem Beispiel, unabhängig davon, ob sich der Betrieb in ei ner anfänglichen Heizphase befindet oder nicht, die normale Steuerung ohne Ein schalten bzw. Betätigung der PTC-Heizvorrichtungen 13 und 14 ausgeführt, wenn der Abgabemodus auf den LÜFTUNGS-Modus oder den DOPPELNIVEAU-Modus gestellt ist, aber wenn der Abgabemodus auf den FUSS-Modus oder den ABTAU/FUSS-Mo dus in der anfänglichen Heizphase eingestellt ist, wird der ersten und zweiten PTC-Heizvorrichtung 13 und 14 Energie zugeführt, während bei Einstellung des Abgabemodus auf den ABTAU-Modus in der anfänglichen Heizphase nur die er ste PTC-Heizvorrichtung 13 mit Energie versorgt wird, wodurch Vorteile wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel erreicht werden.

Da gemäß der vorliegenden Erfindung bei Anordnung einer Mehrzahl von PTC-Heiz vorrichtungen an der stromabwärts liegenden Seite des Heizkerns und Anord nung von einigen der Mehrzahl von PTC-Heizvorrichtungen am Fußauslaß, wie zu vor erläutert, Energie zu allen PTC-Heizvorrichtungen geleitet wird, wenn der Abga bemodus gewählt wird, in dem der Fußauslaß geöffnet ist, und die Energieversorgung der PTC-Heizvorrichtungen, die am Fußauslaß angeordnet sind, unterbrochen wird, wenn der Abgabemodus, in dem der Fußauslaß geschlossen ist, gewählt wird, kann ein ausreichend erwärmter Luftstrom zugeführt werden, wenn Luft in der anfängli chen Heizphase durch den Fußauslaß abgegeben werden soll, und Warmluft kann zugeführt werden, wenn Luft auch durch den Abtau-Auslaß abgegeben werden soll, wodurch eine rasche Entfernung von Frost und Beschlag von der Windschutzschei be erreicht wird.

Da ferner die Temperatur der durch den Fußauslaß abgegebenen Warmluft höher als die Temperatur der durch den Abtau-Auslaß abgegebenen Warmluft ist, wird eine Temperatursteuerung erhalten, die der Erzeugung eines angenehmen Wärmegefühls für die Insassen Vorrang gibt, während die Notwendigkeit einer Entfernung von Frost und Beschlag von der Windschutzscheibe berücksichtigt wird. Zusätzlich kann Warmluft zum Erwärmen der Füße ohne unangenehmen Warmluftstrom zu dem Kopfbereich von Insassen abgegeben werden.

Da ferner die Energieversorgung der PTC-Heizvorrichtungen, die am Fußauslaß an geordnet sind, unterbrochen wird, wenn in der anfänglichen Heizphase der Abgabe modus wie der ABTAU-Modus gewählt wird, in dem der Fußauslaß geschlossen ist, kann eine geeignete Energieregulierung durchgeführt werden, die den Moden, in welchen die PTC-Heizvorrichtungen, die an dem Fußauslaß angeordnet sind, zur Er wärmung der abgegebenen Luft beitragen, und anderen Moden angepaßt ist, wo durch eine wirtschaftliche Energienutzung gewährleistet ist.

Unter PTC-Heizvorrichtungen sind hier insbesondere auch jede Art von elektrisch betriebenen Heizvorrichtungen zu verstehen.

Claims

1. Klimaanlagensteuervorrichtung für Fahrzeuge, umfassend:
ein Gebläse (7), das in einem Klimaanlagenkanalsystem (1) angeordnet ist;
einen Heizkern (9), der in dem Klimaanlagenkanalsystem (1) angeordnet ist und Luft, die von dem Luftgebläse (7) eingesaugt bzw. gefördert wird, unter Ver wendung von Motorkühlwasser als Wärmequelle erwärmt;
einen Fußauslaß (12c), durch welchen Luft in Fußhöhe abgegeben wird, und einen Abtau-Auslaß (12a), durch welchen Luft entlang einer Windschutzscheibe (30) abgegeben wird, die beide an einer stromabwärts liegenden Seite in dem Klimaanlagenkanalsystem (1) angeordnet sind;
Öffnungs/Schließmechanismen (11a, 11c), die den Fußauslaß (12c) und den Ab tau-Auslaß (12a) öffnen und schließen; und
eine Mehrzahl von PTC-Heizvorrichtungen (13, 14), die an einer stromabwärts liegenden Seite des Heizkerns (9) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß einige der PTC-Heizvorrichtungen (13, 14) an dem Fußauslaß (12c) ange ordnet sind und die übrigen PTC-Heizvorrichtungen (13, 14) in einem Durchlaß angeordnet sind, durch welchen Luft von dem Heizkern (9) sowohl zu dem Fußauslaß (12c) als auch zu dem Abtau-Auslaß (12a) geleitet wird.

2. Klimaanlagensteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter Bedingungen, welche die Verwendung der PTC-Heizvorrichtungen (13, 14) erfordern, allen PTC-Heizvorrichtungen (13, 14) Energie zugeführt wird, wenn ein Abgabemodus auf einen Modus eingestellt ist, in dem der Fußauslaß (12c) offen ist, wobei die Energieversorgung zu den PTC-Heizvorrichtungen (14), die an dem Fußauslaß (12c) angeordnet sind, unterbrochen wird und nur die übrigen PTC-Heizvorrichtungen mit Energie versorgt werden, wenn der Ab gabemodus auf einen Modus eingestellt ist, in dem der Fußauslaß (12c) ge schlossen ist.

3. Klimaanlagensteuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgung für alle PTC-Heizvorrichtungen (13, 14) unterbrochen wird, wenn der Abgabemodus auf einen Modus eingestellt ist, in dem der Fuß auslaß (12c) und der Abtau-Auslaß (12a) geschlossen sind.

4. Klimaanlagensteuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedingungen, welche die Verwendung der PTC-Heizvorrichtungen (13, 14) erfordern, sich auf eine anfängliche Heizphase beziehen.

5. Klimaanlagensteuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Modus, in dem der Fußauslaß (12c) offen ist, sich auf einen FUSS-Modus oder einen ABTAU/FUSS-Modus bezieht, und der Modus, in dem der Fußauslaß (12c) geschlossen ist, sich auf einen ABTAU-Modus bezieht.

6. Klimaanlagensteuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Heizkern (9) derart angeordnet ist, daß er einen Teil eines Luftströmungsweges in dem Klimaanlagenkanalsystem (1) versperrt und die übrigen PTC-Heizvorrichtungen (13), die nicht jene PTC-Heizvorrich tungen (14) sind, die an dem Fußauslaß (12c) angeordnet sind, der Mehrzahl von PTC-Heizvorrichtungen (13, 14) in einem Durchlaß an einer Seite angeordnet sind, die von dem Heizkern (9) versperrt wird, so daß nur Luft, die durch den Heizkern (9) geströmt ist, durch die übrigen PTC-Heizvorrichtungen (13) strömt.

7. Klimaanlagensteuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die PTC-Heizvorrichtungen (14), die an dem Fußaus laß (12a) angeordnet sind, weiter stromabwärts angeordnet sind als der Öff nungs/Schließmechanismus (11c), der den Fußauslaß (12c) öffnet und schließt.

8. Klimaanlagensteuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Energieversorgung und -unterbrechung der PTC-Heizvorrichtungen (13, 14) durch Kopplung mit der Betätigung eines Schalthebels erhalten wird, der zwischen den Abgabemodi umschaltbar ist.

9. Klimaanlagensteuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß ein Abgabemodus unter Verwendung eines Mikro computers auf der Basis eines bereitgestellten Steuerprogramms bestimmt und gewählt wird und die Energieversorgung und -unterbrechung der PTC-Heizvor richtungen (13, 14) abhängig von dem derart gewählten Abgabemodus gesteu ert wird.

10. Klimaanlagensteuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß von der Mehrzahl von PTC-Heizvorrichtungen (13, 14) die PTC-Heizvorrichtungen (13), die nicht an dem Fußauslaß (12c) angeord net sind, über ein erstes Relais (15) an eine Energiequelle anschlossen sind, und die PTC-Heizvorrichtungen (14), die an dem Fußauslaß (12c) angeordnet sind, über ein zweites Relais (16) an die Energiequelle anschlossen sind, wobei das er ste Relais (15) und das zweite Relais (16) eingeschaltet sind, wenn der Abgabe modus auf einen Modus gestellt ist, in dem der Fußauslaß (12c) offen ist, und nur das erste Relais (15) eingeschaltet ist, wenn der Abgabemodus auf einen Modus gestellt ist, in dem der Fußauslaß (12c) geschlossen ist.

11. Klimaanlagensteuervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Relais (15) und das zweite Relais (16) ausgeschaltet sind, wenn der Abgabemodus auf einen Modus gestellt ist, in dem der Fußauslaß (12c) und der Abtau-Auslaß (12a) geschlossen sind.

12. Klimaanlagensteuervorrichtung für Fahrzeuge, umfassend:
ein Gebläse (7), das in einem Klimaanlagenkanalsystem (1) vorgesehen ist;
einen Heizkern (9), der in dem Klimaanlagenkanalsystem (1) vorgesehen ist und Luft, die von dem Luftgebläse (7) eingesaugt bzw. gefördert wird, unter Ver wendung von Motorkühlwasser als Wärmequelle erwärmen kann;
einen Fußauslaß (12c), durch welchen Luft in Fußhöhe abgegeben wird, und ei nen Abtau-Auslaß (12a), durch welchen Luft entlang einer Windschutzscheibe abgegeben wird, die beide an einer stromabwärts liegenden Seite des Klimaanla genkanalsystems (1) vorgesehen sind;
Öffnungs/Schließmechanismen (11a, 11c), die den Fußauslaß (12c) und den Ab tau-Auslaß (12a) öffnen und schließen; und
eine erste PTC-Heizvorrichtung (13) und eine zweite PTC-Heizvorrichtung (14), die an einer stromabwärts liegenden Seite des Heizkerns (9) vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste PTC-Heizvorrichtung (13) in einem Durchlaß angeordnet ist, durch welchen Luft von dem Heizkern (9) sowohl zu dem Fußauslaß (12c) als auch zu dem Abtau-Auslaß (12a) geleitet wird und die zweite PTC-Heizvorrichtung (14) an dem Fußauslaß (12c) angeordnet ist.

13. Klimaanlagensteuervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß unter Bedingungen, welche die Verwendung der PTC-Heizvorrichtungen (13, 14) erfordern, der ersten PTC-Heizvorrichtung (13) und der zweiten PTC-Heiz vorrichtung (14) Energie zugeführt wird, wenn ein Abgabemodus auf einen Modus eingestellt ist, in dem der Fußauslaß (12c) offen ist, und nur der ersten PTC-Heizvorrichtung (13) Energie zugeführt wird, wenn der Abgabemodus auf einen Modus eingestellt ist, in dem der Fußauslaß (12c) geschlossen ist.

14. Klimaanlagensteuervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgung sowohl der ersten PTC-Heizvorrichtung (13) als auch der zweiten PTC-Heizvorrichtung (14) unterbrochen wird, wenn der Ab gabemodus auf einen Modus eingestellt ist, in dem der Fußauslaß (12c) und der Abtau-Auslaß (12a) geschlossen sind.

15. Klimaanlagensteuervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkern (9) derart vorgesehen ist, daß er einen Teil eines Luftströ mungsweges in dem Klimaanlagenkanalsystem (1) versperrt und die erste PTC-Heiz vorrichtung (13) in einem Durchlaß an einer Seite angeordnet ist, die von dem Heizkern (9) versperrt wird, so daß nur Luft, die durch den Heizkern (9) ge strömt ist, durch die erste PTC-Heizvorrichtung (13) strömt.

16. Klimaanlagensteuervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite PTC-Heizvorrichtung (14) weiter stromabwärts vorgesehen ist als der Öffnungs/Schließmechanismus, der den Fußauslaß (12c) öffnet und schließt.

17. Klimaanlagensteuervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste PTC-Heizvorrichtung (13) über ein erstes Relais (15) an eine Ener giequelle anschlossen ist, und die zweite PTC-Heizvorrichtung (14) über ein zweites Relais (16) an die Energiequelle anschlossen ist, wobei das erste Relais (15) und das zweite Relais (16) eingeschaltet sind, wenn der Abgabemodus auf einen Modus gestellt ist, in dem der Fußauslaß (12c) offen ist, und nur das erste Relais (15) eingeschaltet ist, wenn der Abgabemodus auf einen Modus gestellt ist, in dem der Fußauslaß (12c) geschlossen ist.

18. Klimaanlagensteuervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Relais (15) und das zweite Relais (16) ausgeschaltet sind, wenn der Abgabemodus auf einen Modus gestellt ist, in dem der Fußauslaß (12c) und der Abtau-Auslaß (12a) geschlossen sind.