(57)【要約】  車両空調ユニットのブロアアセンブリ、車両空調ユニットおよび車両空調ユニットの動作方法。車両空調ユニット（１００）のブロアアセンブリ（１０）が、第１のブロア（１４）を有する第１の空気流ダクト（１２）と、第２のブロア（１８）を有する第２の空気流ダクト（１６）とを備え、第１の空気流ダクト（１２）に外気入口開口（２０）が配設され、第２の空気流ダクト（１６）に再循環空気入口開口（２６）が配設され、いずれの場合にもブロア（１４、１８）の上流に位置する。第１および第２の空気流ダクト（１２、１６）の下流に分配チャンバ（３９）が設けられ、分配チャンバ（３９）の下流に、空気冷却ユニット（４０）を迂回するバイパスダクト（４２）が設けられる点で省エネルギー動作モードが可能である。分配チャンバ（３９）にバイパスフラップ（４４）が設けられ、このバイパスフラップ（４４）は、第１の空気流ダクト（１２）にある空気流の少なくとも一部分を空気冷却ユニット（４０）および／またはバイパスダクト（４２）に向ける。第１の空気流ダクト（１２）にある空気流のほぼすべてが、バイパスフラップ（４４）の１つの位置においてバイパスダクト（４２）内に向けられる。さらに、車両空調ユニットの動作方法が記載される。
2015508733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両空調ユニットのブロアアセンブリ（１０）であって、
第１のブロア（１４）が配設された第１の空気流ダクト（１２）と、
第２のブロア（１８）が配設された第２の空気流ダクト（１６）とを備え、
前記第１の空気流ダクト（１２）は、前記第１のブロア（１４）の上流にある外気入口開口（２０）を備え、前記第２の空気流ダクト（１６）は、前記第２のブロア（１８）の上流にある再循環空気入口開口（２６）を備え、
前記第１および第２の空気流ダクト（１２、１６）の下流に分配チャンバ（３９）が設けられ、前記分配チャンバ（３９）の下流に、空気冷却ユニット（４０）および前記空気冷却ユニット（４０）を迂回するバイパスダクト（４２）が設けられ、
前記分配チャンバ（３９）にバイパスフラップ（４４）が設けられ、前記バイパスフラップ（４４）は、前記第１の空気流ダクト（１２）にある空気流の少なくとも一部分を前記空気冷却ユニット（４０）および／または前記バイパスダクト（４２）に向け、
前記第１の空気流ダクト（１２）にある前記空気流のほぼすべては、前記バイパスフラップ（４４）の１つの位置において前記バイパスダクト（４２）内に向けられる、ブロアアセンブリ。
【請求項２】
前記第１および第２の空気流ダクト（１２、１６）の間に接続を選択的に形成する選択的に閉鎖可能な移動開口（３０）が設けられることを特徴とする、請求項１に記載のブロアアセンブリ。
【請求項３】
前記外気入口開口（２０）を通って前記第１の空気流ダクト（１２）内へ流れる外気流と、前記再循環空気入口開口（２６）を通って前記第２の空気流ダクト（１６）内に流れる再循環空気流と、前記移動開口（３０）を通って前記２つの空気流ダクト（１２、１６）間を流れる移動空気流とを制御するフラップシステム（３２）が設けられることを特徴とする、請求項２に記載のブロアアセンブリ。
【請求項４】
第１のブロア（１４）が配設された第１の空気流ダクト（１２）と、
第２のブロア（１８）が配設された第２の空気流ダクト（１６）とを備え、
前記第１の空気流ダクト（１２）は、前記第１のブロア（１４）の上流にある外気入口開口（２０）を備え、前記第２の空気流ダクト（１６）は、前記第２のブロア（１８）の上流にある再循環空気入口開口（２６）を備える、車両空調ユニットのブロアアセンブリ（１０）であって、
前記第１および第２の空気流ダクト（１２、１６）の間に接続を選択的に形成する選択的に閉鎖可能な移動開口（３０）が設けられ、
前記外気入口開口（２０）を通って前記第１の空気流ダクト（１２）内へ流れる外気流と、前記再循環空気入口開口（２６）を通って前記第２の空気流ダクト（１６）内に流れる再循環空気流と、前記移動開口（３０）を通って前記２つの空気流ダクト（１２、１６）間を流れる移動空気流とを制御するフラップシステム（３２）が設けられることを特徴とする、ブロアアセンブリ（１０）。
【請求項５】
前記第１および第２の空気流ダクト（１２、１６）の下流に分配チャンバ（３９）が設けられ、前記分配チャンバ（３９）の下流に、空気冷却ユニット（４０）および前記空気冷却ユニット（４０）を迂回するバイパスダクト（４２）が設けられ、前記分配チャンバ（３９）にバイパスフラップ（４４）が設けられ、前記バイパスフラップ（４４）は、前記第１の空気流ダクト（１２）にある空気流の少なくとも一部分を前記空気冷却ユニット（４０）および／または前記バイパスダクト（４２）に向け、前記第１の空気流ダクト（１２）にある前記空気流のほぼすべては、前記バイパスフラップ（４４）の１つの位置において前記バイパスダクト（４２）内に向けられることを特徴とする、請求項４に記載のブロアアセンブリ。
【請求項６】
前記フラップシステム（３２）は、前記外気入口開口（２０）に外気フラップ（３４）を、前記再循環空気入口開口（２６）に再循環空気フラップ（３６）を、および／または前記移動開口（３０）に移動フラップ（３８）を有することを特徴とする、請求項３から５のいずれか一項に記載のブロアアセンブリ。
【請求項７】
前記フラップシステム（３２）は、少なくとも２つの開口の位置に共通フラップを有することを特徴とする、請求項３から６のいずれか一項に記載のブロアアセンブリ。
【請求項８】
前記外気入口開口（２０）と前記第１の空気流ダクト（１２）にある前記第１のブロア（１４）との間にフィルタ（２４）が設けられ、および／または、前記再循環空気入口開口（２６）と前記第２の空気流ダクト（１６）にある前記第２のブロア（１８）との間にフィルタ（２８）が設けられることを特徴とする、請求項３から７のいずれか一項に記載のブロアアセンブリ。
【請求項９】
前記２つのフィルタ（２４、２８）は、共通のフィルタ要素によって形成されるか、または、いずれも個々のフィルタ要素によって形成されることを特徴とする、請求項８に記載のブロアアセンブリ。
【請求項１０】
前記第１および第２のブロア（１４、１８）は、ツインブロアの形態のものであることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のブロアアセンブリ。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のブロアアセンブリ（１０）を備える車両空調ユニット（１００）。
【請求項１２】
第１のブロア（１４）が配設された第１の空気流ダクト（１２）と、第２のブロア（１８）が配設された第２の空気流ダクト（１６）と、空気冷却ユニット（４０）とを備える、好ましくは、請求項１１に記載の車両空調ユニット（１００）の動作方法であって、
供給された外気および／または再循環空気の少なくとも１つの空気質パラメータを決定するステップと、
前記少なくとも１つの空気質パラメータに応じて、前記車両空調ユニット（１００）の動作モードを選択するステップと、
前記選択された動作モードに応じて、前記第１および／または第２の空気流ダクト（１２、１６）に外気または再循環空気を選択的に引き込むステップと、
前記第２の空気流ダクト（１６）が開かれた状態の前記空気冷却ユニット（４０）において前記第２の空気流ダクト（１６）を通って流れる空気を冷却および乾燥するステップと、
前記空気冷却ユニット（４０）において前記第１の空気流ダクト（１２）を通って流れる空気を選択的に冷却および乾燥し、または前記第１の空気流ダクト（１２）が開かれた状態の前記選択された動作モードに応じて、前記空気冷却ユニット（４０）を通過するように前記第１の空気流ダクトを通って流れる空気を向けるステップと、
共通の空気流を形成するために、前記第１および第２の空気流ダクト（１２、１６）を通って流れる空気を混合するステップとを含む、方法。
【請求項１３】
低い外部温度にて、
前記第１の空気流ダクト（１２）を介して外気のみを引き込み、前記第２の空気流ダクト（１６）を介して再循環空気を引き込むステップと、
前記空気冷却ユニット（４０）を通過するように前記第１の空気流ダクト（１６）を通って流れる空気を向けるステップと、
が実行される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
１つの動作モードにおいて、
前記第１の空気流ダクト（１２）を介して外気および／または再循環空気を引き込み、前記第２の空気流ダクト（１６）を介して再循環空気を引き込むステップと、前記空気冷却ユニット（４０）を通過するように前記第１の空気流ダクト（１６）を通って流れる空気を向けるステップとが実行され、外気および再循環空気の混合比は、共通の空気流を再加熱するのに必要なエネルギーが最小限に抑えられるように選択される、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
１つの動作モードにおいて、前記第１の空気流ダクト（１２）を介して外気および／または再循環空気を引き込み、前記第２の空気流ダクト（１６）を介して再循環空気を引き込むステップと、前記空気冷却ユニット（４０）を通過するように前記第１の空気流ダクト（１６）を通って流れる空気の少なくとも一部分を向けるステップとが実行され、外気および再循環空気、および／または、前記空気冷却ユニット（４０）を通過するように向けられる前記第１の空気流ダクトを通って流れる空気の前記部分の混合比は、共通の空気流を再加熱するのに必要なエネルギーが最小限に抑えられるように選択される、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１６】
ヒートポンプの一部として前記空気冷却ユニット（４０）を動作させ、前記空気冷却ユニット（４０）において得られる熱は、前記共通の空気流を再加熱するために使用されることを特徴とする、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
１つの動作モードにおいて、空気流ダクト（１２、１６）の両方を介して外気を引き込み、前記空気冷却ユニット（４０）によって前記外気を冷却および乾燥するステップが実行される、請求項１２から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
１つの動作モードにおいて、前記第１の空気流ダクト（１２）を介して外気および／または再循環空気を引き込み、前記第２の空気流ダクト（１６）を介して再循環空気を引き込むステップと、前記空気冷却ユニット（４０）によって空気流ダクト（１２、１６）の両方にある前記空気流を冷却および乾燥するステップとが実行される、請求項１２から１７のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１のブロアが配設された第１の空気流ダクトと、第２のブロアが配設された第２の空気流ダクトとを備える、車両空調ユニットのブロアアセンブリに関する。また、本発明は、このようなブロアアセンブリを有する車両空調ユニットおよび車両空調ユニットの動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロアがそれぞれ配設された２つの空気流ダクトを有する、車両空調ユニットのブロアアセンブリが、従来技術から知られている。異なる空気流ダクトは、この場合、車室内の車両空調ユニットの異なる通気開口、例えば、フロントガラス、ダッシュボードまたは足元空間用の通気開口に割り当てられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の車両空調ユニットでは、冷外気がエンジンの廃熱によって加熱されうる。しかしながら、現代の電気自動車やハイブリッド車では、駆動エンジンからの廃熱流だけでは、冷外気を十分に加熱することができない。したがって、冷外気を加熱するためには、さらなるエネルギーが必要となる。車両空調ユニットが再循環空気を用いて動作される場合、比較的高レベルの湿気を含む再循環空気を冷却および再加熱して乾燥する必要があり、この処理はエネルギーを必要とする。
【０００４】
本発明の目的は、低エネルギー消費で車両空調ユニットを動作可能な車両空調ユニットのブロアアセンブリ、空調ユニットおよび空調ユニットの動作方法を創出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、この目的は、第１のブロアが配設された第１の空気流ダクトと、第２のブロアが配設された第２の空気流ダクトとを有する車両空調ユニットのブロアアセンブリであって、第１の空気流ダクトは、第１のブロアの上流にある外気入口開口を備え、第２の空気流ダクトは、第２のブロアの上流にある再循環空気入口開口とを備えるブロアアセンブリによって達成される。第１および第２の空気流ダクトの下流に分配チャンバが設けられ、分配チャンバの下流に空気冷却ユニットおよび空気冷却ユニットを迂回するバイパスダクトが設けられる。分配チャンバには、第１の空気流ダクトの空気流の少なくとも一部を空気冷却ユニットおよび／またはバイパスダクトに向けるバイパスフラップがある。第１の空気流ダクトにある空気流のほぼすべてが、バイパスフラップの１つの位置にあるバイパスダクト内に向けられる。
【０００６】
好ましくは、第２の空気流ダクトにある空気流のほぼすべてが、分配チャンバにおいて空気冷却ユニットに向けられる。
【０００７】
空気流ダクトにある「空気流のほぼすべて」とは、例えば、分配チャンバの領域やバイパスフラップにおいて生じうる若干の漏れを除いた、特定の空気流ダクトを流れる空気流のすべてであると見なされる。好ましくは、可能な限り漏れを少なく抑えるシールが設けられる。
【０００８】
「下流」という表現は、それぞれの場合において、ブロアアセンブリまたは車両空調ユニットを流れる空気流の方向に関係する。
【０００９】
本発明により、第１の空気流ダクトに引き込まれた外気または再循環空気を、選択的にバイパスダクトを介して空気冷却ユニットを通過するように向け、空気冷却ユニットを通過した後のみ２つの空気流ダクトを通る空気流を混合することが可能である。このようにして、２つの空気流を異なるように調整可能なことによって、省エネルギーを図ることができる。
【００１０】
さらに、この目的は、第１および第２の空気流ダクト間に接続を選択的に形成する選択的に閉鎖可能な移動開口と、外気入口開口を通って第１の空気流ダクト内へ流れる外気流と、再循環空気入口開口を通って第２の空気流ダクト内へ流れる再循環空気流と、移動開口を通って２つの空気流ダクト間を流れる移動空気流とを制御するフラップシステムとが提供される追加または別の特徴を備える本発明によるブロアアセンブリによって達成される。
【００１１】
これにより、外気が第１の空気流ダクトに引き込まれ、再循環空気が第２の空気流ダクトに引き込まれ、外気が両方の空気流ダクトに引き込まれ、再循環空気が両方の空気流ダクトに引き込まれ、または対応する混合比の再循環空気および外気が引き込まれる。このようにして、外気および／または再循環空気を柔軟に引き込むことができるため、車両空調ユニットの低エネルギー動作が確保される。
【００１２】
フラップシステムは、外気入口開口に外気フラップを、再循環空気入口開口に再循環空気フラップを、および／または移動開口に移動フラップを有しうる。例えば、外気フラップ、再循環空気フラップおよび／または移動フラップは、バタフライ弁の形態のものでありうる。
【００１３】
可動部の数を低減させるために、フラップシステムは、少なくとも２つの開口に共通フラップを有しうる。例えば、開口は、再循環空気入口開口、外気入口開口および／または移動開口でありうる。共通フラップは、例えば、シリンダ弁の形態のものである。
【００１４】
外気入口開口と第１の空気流ダクトのブロアとの間にフィルタが設けられ、および／または、再循環空気入口開口と第２の空気流ダクトのブロアとの間にフィルタが設けられ、移動開口は、好ましくは、フィルタの上流に配設される点で、引き込み空気を最適にフィルタリングすることができる。
【００１５】
２つのフィルタは共通のフィルタ要素によって形成されるか、または、いずれも個々のフィルタ要素によって形成されることが可能である。
【００１６】
空気冷却ユニットは、例えば、蒸発器である。
【００１７】
第１および第２のブロアがツインブロアの形態のものであることで、小型のブロアアセンブリ構造が可能になる。
【００１８】
好ましくは、第１および第２の空気流ダクトは、空気入口ハウジングに形成される。
【００１９】
本発明による車両空調ユニットは、上述したブロアアセンブリを備える。
【００２０】
また、本発明の目的は、車両空調ユニット、特に、第１のブロアが配設された第１の空気流ダクトと、第２のブロアが配設された第２の空気流ダクトと、空気冷却ユニットとを備える本発明による車両空調ユニットを動作するための本発明による方法によって達成される。以下の方法ステップ、すなわち、供給された外気および／または再循環空気の少なくとも１つの空気質パラメータが決定されるステップが提供される。車両空調ユニットの動作モードが、少なくとも１つの空気質パラメータに応じて選択される。選択された動作モードに応じて、外気または再循環空気が、第１および／または第２の空気流ダクトに選択的に引き込まれる。第２の空気流ダクトを流れる空気は、第２の空気流ダクトを開いた状態で空気冷却ユニットにおいて冷却され乾燥される。選択された動作モードに応じて、第１の空気流ダクトが開かれると、第１の空気流ダクトを流れる空気は、選択的に、空気冷却ユニットにおいて冷却され乾燥されるか、または空気冷却ユニットを通過するように向けられる。第１および第２の空気流ダクトを流れる空気は、共通の空気流を形成するように混合される。このように、車両空調ユニットは、２つの空気流ダクトにおいて別々に空気を調整可能であるため、省エネルギーを図りながら動作可能である。
【００２１】
好ましくは、低い外部温度にて、以下のステップ、すなわち、第１の空気流ダクトを介して外気のみを引き込み、第２の空気流ダクトを介して再循環空気を引き込むステップと、空気冷却ユニットを通過するように第１の空気流ダクトを通って流れる空気を向けるステップとが実行される。低い外部温度、特に、５℃以下の温度では、外気は冷たく乾燥しているため、乾燥される必要はない。対照的に、他の空気流ダクトを流れる再循環空気は、暖かく湿気があるため、乾燥される必要がある。このため、再循環空気は空気冷却ユニットを通って流れて、凝縮により再循環空気から湿気が取り除かれる。空気冷却ユニット後、乾燥された再循環空気は外気と混合され、共通の空気流は、所望の空気温度に再加熱されうる。これは、空気冷却ユニットがヒートポンプ回路の一部である場合、このようにして再循環空気から最大のエネルギーを引き出すことができることから、共通の空気流の再加熱にこのエネルギーを引き続き使用可能であるため、特に好適である。
【００２２】
さらに、１つの動作モードにおいて、以下のステップ、すなわち、第１の空気流ダクトを介して外気および／または再循環空気を引き込み、第２の空気流ダクトを介して再循環空気を引き込むステップと、空気冷却ユニットを通過するように第１の空気流ダクトを通って流れる空気を向けるステップとが実行され、外気および再循環空気の混合比は、共通の空気流の再加熱に必要なエネルギーが最小限に抑えられるように選択される。
【００２３】
１つの動作モードにおいて、以下のステップ、すなわち、第１の空気流ダクトを介して外気および／または再循環空気を引き込み、第２の空気流ダクトを介して再循環空気を引き込むステップと、空気冷却ユニットを通過するように第１の空気流ダクトを通って流れる空気の少なくとも一部を向けるステップとが実行され、外気および再循環空気、および／または、空気冷却ユニットを通過するように向けられる第１の空気流ダクトを通って流れる空気の部分の混合比は、共通の空気流の再加熱に必要なエネルギーが最小限に抑えられるように選択されることが可能である。
【００２４】
空気冷却ユニットは、特定の最高温度未満の温度でのみ動作可能であるが、これは、この最高温度を超えると、空気冷却ユニットにおける凝縮液により、不快な匂いと微生物の増殖が生じる可能性があるためである。平均外部温度、特に、５℃〜２０℃の温度では、空気冷却ユニットの最高温度により、再循環空気は、要求温度より低温に冷却される必要がある。従来のシステムにおいて、冷却され乾燥された空気は、引き続き再加熱される必要がある。第１の空気流ダクトに外気および／または再循環空気を引き込み、これらの空気を、バイパスダクトを介して、本発明によるシステムの空気冷却ユニットを通過するように向けることで、この空気は、空気冷却ユニットによって冷却された再循環空気と混合され、再加熱が必要とされない場合、平均温度および平均湿度は最適に設定される。このようにして、共通の空気流の再加熱に必要なエネルギーは、少なくとも部分的に低減される。
【００２５】
空気冷却ユニットは、ヒートポンプの一部として動作可能であり、空気冷却ユニットにおいて得られた熱は、共通の空気流を再加熱するために使用される。
【００２６】
１つの動作モードにおいて、以下のステップ、すなわち、両方の空気流ダクトを介して外気を引き込むステップと、空気冷却ユニットによって外気を冷却し乾燥するステップとが実行されうる。外気が両方の空気流ダクトを介して引き込まれるため、ブロアの最適な利用が可能となる。これは、暖かい外部温度、特に、１５℃〜２５℃の温度範囲において特に好適である。
【００２７】
さらなる動作モードにおいて、以下のステップ、すなわち、第１の空気流ダクトを介して外気および／または再循環空気を引き込み、第２の空気流ダクトを介して再循環空気を引き込むステップと、空気冷却ユニットによって両方の空気流ダクトにおける空気流を冷却し乾燥するステップとが実行されうる。高い外気温度、特に、２５℃を超える温度において、外気の冷却は、過度のエネルギー需要を必要とするため、再循環空気が両方の空気流ダクトに引き込まれることでエネルギーの節約が可能となる。車室内の最適な空気質のために、特に、酸素含有量のために、第１の空気流ダクトの再循環空気に外気が追加されうる。
【００２８】
本発明のさらなる特徴および利点は、以下の記載および参照図面から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態による本発明によるブロアアセンブリの概略図。
【図２】第１の動作モードにある図１に示すブロアアセンブリの図。
【図３】第２の動作モードにある図１に示すブロアアセンブリの図。
【図４】第３の動作モードにある図１に示すブロアアセンブリの図。
【図５】第４の動作モードにある図１に示すブロアアセンブリの図。
【図６】第５の動作モードにある図１に示すブロアアセンブリの図。
【図７】第６の動作モードにある図１に示すブロアアセンブリの図。
【図８】本発明の第２の実施形態によるブロアアセンブリを示す図。
【図９】本発明による車両空調ユニットを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１の車両空調ユニットのブロアアセンブリ１０の第１の実施形態は、第１のブロア１４が配設された第１の空気流ダクト１２と、第２のブロア１８が配設された第２の空気流ダクト１６とを備える。図示した実施形態において、第１のブロア１４および第２のブロア１８は、共通の駆動モータを有するツインブロアの形態のものである。しかしながら、２つのブロア１４、１８を別々のブロアの形態のものにすることも可能である。
【００３１】
第１の空気流ダクト１２は、外気入口開口２０を介して外気ダクト２２に接続されることで、外気を供給するための車両外部との接続を形成する。
【００３２】
外気入口開口２０と第１のブロア１４との間に、第１のフィルタ２４が配設される。
【００３３】
第２の空気流ダクト１６は、再循環空気入口開口２６を介して再循環空気ダクトに接続され、再循環空気ダクトは、車室内に導かれて車室内から空気を取り込むことができる。
【００３４】
再循環空気入口開口２６と第２の空気流ダクト１６にある第２のブロア１８との間に、第２のフィルタ２８が設けられる。
【００３５】
図示した実施形態において、第１および第２の空気流ダクト１２、１６のフィルタ２４、２８は、共通のアセンブリに組み込まれた個々のフィルタ要素の形態のものである。このように、フィルタ２４、２８の領域においても、第１および第２の空気流ダクト１２、１６間を最適に分離できるとともに、共通のアセンブリによってフィルタ２４、２８を容易に取り替えることができる。しかしながら、個々の別々のフィルタ要素によって、または共通のフィルタ要素によって、フィルタ２４、２８を形成することも可能である。
【００３６】
選択的に閉鎖可能な移動開口３０が、第１および第２の空気流ダクト１２、１６の間の接続を選択的に形成する。図示した実施形態において、移動開口３０は、２つの空気流ダクト１２、１６の２つのブロア１４、１８の上流に配設され、好ましくは、フィルタ２４、２８の上流に配設される。
【００３７】
外気入口開口２０を通って第１の空気流ダクト１２内へ流れる外気流と、再循環空気入口開口２６を通って第２の空気流ダクト１６内へ流れる再循環空気流と、移動開口３０を通って２つの空気流ダクト１２、１６間を流れる移動空気流とを制御するフラップシステム３２が設けられる。図１に示す実施形態において、フラップシステム３２は、外気入口開口２０に外気フラップ３４を、再循環空気入口開口２６に再循環空気フラップ３６を、移動開口３０に移動フラップ３８を有する。外気フラップ３４、再循環空気フラップ３６および移動フラップ３８はそれぞれ、バタフライ弁の形態のものである。しかしながら、他のタイプのフラップを設けることもできる。
【００３８】
第１および第２の空気流ダクト１２、１６の下流には、分配チャンバ３９が設けられる。
【００３９】
分配チャンバ３９の下流には空気冷却ユニット４０と、空気冷却ユニット４０を迂回するバイパスダクト４２とが設けられる。
【００４０】
空気冷却ユニット４０により、空気冷却ユニット４０を通って流れる空気を冷却することができ、ここでは、空気に含まれる湿気が空気冷却ユニット４０で凝縮し流れることで、結果的に、特に、空気を乾燥させることができる。
【００４１】
図示した実施形態において、空気冷却ユニット４０は、ヒートポンプとして動作可能な冷却剤回路の一部である蒸発器である。しかしながら、別のタイプの空気冷却ユニット４０、例えば、液体冷却剤とともに動作される熱交換器が設けられうる。
【００４２】
分配チャンバ３９には、第１の空気流ダクト１２内の空気流の少なくとも一部を空気冷却ユニット４０またはバイパスダクト４２に選択的に向けるバイパス弁４４がある。第１の空気流ダクト１２にある空気流のほぼすべてがバイパスダクト４２内に向けられるバイパスフラップ４４の位置が設けられる。
【００４３】
分配チャンバ３９は、第２の空気流ダクト１６にある空気流のほぼすべてが空気冷却ユニット４０に向けられるように形成される。
【００４４】
第１および第２の空気流ダクト１２、１６は、空気入口ハウジング４６に形成される。空気入口ハウジング４６は、２つの空気流ダクト１２、１６に割り当てられた２つの取入チャンバを形成する。外気取入チャンバが、第１の空気流ダクト１２に割り当てられ、外気入口開口２０を有するのに対して、再循環空気取入チャンバは、第２の空気流ダクト１６に割り当てられ、再循環空気入口開口２６を有する。２つの取入チャンバ間に隔壁が設けられ、移動開口３０は、前記隔壁に配設される。
【００４５】
図２から図７は、フラップシステム３２のフラップおよびバイパスフラップ４２の異なる位置によって制御される車両空調ユニットのさまざまな動作モードを示す。
【００４６】
図８は、図１に示す第１の実施形態とほぼ同様に形成されたブロアアセンブリ１０の第２の実施形態を示す。唯一の相違点は、再循環空気入口開口２６および移動開口３０に割り当てられた共通フラップ４８が設けられたフラップシステム３２が形成される点である。特に、共通フラップ４８の３つの位置、すなわち、再循環空気入口開口２６が完全に開かれ、移動開口３０が完全に閉じられた第１の位置と、再循環空気入口開口２６が完全に閉じられ、移動開口３０が完全に開かれた第２の位置と、再循環空気入口開口２６および移動開口３０の両方が完全に開かれた第３の位置とが設けられる。図示した実施形態において、共通フラップ４８は、シリンダ弁またはバレル弁の形態のものである。
【００４７】
あるいは、外気入口開口２０および移動開口３０に割り当てられ、またはさらなるフラップの組み合わせに割り当てられた共通フラップを設けることも可能である。
【００４８】
図９は、図８に示すブロアアセンブリ１０を有する車両空調ユニット１００を示す。ブロアアセンブリ１０の下流には、ブロアアセンブリ１０の共通する空気流が、冷気ダクト１１０および暖気ダクト１２０に分割される。暖気ダクト１２０には、暖気ダクト１２０において空気流を加熱可能な空気加熱ユニット１３０が設けられる。
【００４９】
図示した例示的な実施形態において、空気加熱ユニット１３０は凝縮器であり、凝縮器は、ブロアアセンブリ１０の蒸発器の形態の空気冷却ユニット４０とともに冷却剤回路１４０内に一体化される。冷却剤回路１４０は、ヒートポンプとして動作可能であり、冷却剤は、空気冷却ユニット４０において熱を受け取り、空気加熱ユニット１３０を流れる空気に熱を放出する。
【００５０】
以下の記載において、異なる動作モードをそれぞれ示す図２から図７を参照しながら、図１に示すブロアアセンブリ１０を有する車両空調ユニット１００の動作方法について記載する。
【００５１】
第１の方法ステップにおいて、供給された外気および／または再循環空気の少なくとも１つの空気質パラメータが決定される。例えば、外気の温度、すなわち、外部温度が決定される。しかしながら、他のパラメータまたは複数のパラメータ、例えば、外部温度および外部湿度も決定されうる。
【００５２】
引き続き、車両空調ユニット１００の動作モードが、少なくとも１つの空気質パラメータに応じて選択される。この選択は、好ましくは、外部温度に応じて行われる。また、異なる動作モードの温度範囲は重複しうる。このような重複範囲にある外部温度において、さらなるパラメータ、特に、湿度に応じて選択が行われる。
【００５３】
選択された動作モードに応じて、第１および／または第２の空気流ダクトにおいて、外気または再循環空気が選択的に引き込まれる。
【００５４】
第２の空気流ダクト１６を流れる空気は、第２の空気流ダクト１６が開いた状態で空気冷却ユニット４０において冷却され乾燥される。
【００５５】
選択された動作モードに応じて、第１の空気流ダクト１２が開くと、第１の空気流ダクト１２を流れる空気は、選択的に、空気冷却ユニット４０において冷却および乾燥されるか、または空気冷却ユニット４０を通過して誘導される。
【００５６】
次に、第１および第２の空気流ダクトを流れる空気は、共通の空気流を形成するように混合される。
【００５７】
図２に示す第１の動作モードにおいて、外気入口開口２０および再循環空気入口開口２６は開いているが、移動開口３０は完全に閉じられている。このようにして、第１の空気流ダクト１２に外気が引き込まれ、第２の空気流ダクト１６に再循環空気が引き込まれる。移動開口３０が閉じられているため、ブロア１４、１８の上流で外気および再循環空気を混合することはできない。バイパスフラップ４４は、第１の空気流ダクト１２の空気流が、バイパスダクト４２に向けられ、したがって、空気冷却ユニット４０を通過する第１の動作モードに置かれる。
【００５８】
第１の動作モードは、特に、低い外部温度、例えば、５℃以下の温度において好適である。これらの外部温度では、さらなる乾燥を必要としない冷たく乾燥した外気が、第１の空気流ダクト１２に引き込まれる。対照的に、車室内からの再循環空気は暖かく、比較的高レベルの湿気を有し、乾燥される必要がある。乾燥させなければ、車両の窓に結露が生じることで、視界が悪くなる事態を招きうる。
【００５９】
第２の空気流ダクト１６の再循環空気は、乾燥のために空気冷却ユニット４０を流れ、再循環空気は、空気冷却ユニット４０において冷却剤に熱を放出し、空気冷却ユニット４０の湿気が凝縮して、その後、流出しうる。
【００６０】
空気冷却ユニット４０の下流に、第１および第２の空気流ダクト１２、１６の空気流は、共通の空気流を形成するように混合される。このプロセスにおいて、冷たく乾燥した外気は、冷却され乾燥された再循環空気と混合される。
【００６１】
その後、共通の空気流は、車両空調ユニット１００の暖気ダクトおよび空気加熱ユニット１３０を通るように向けられ、所望の温度に加熱される。
【００６２】
冷却剤回路１４０がヒートポンプとして動作される場合、暖かい再循環空気から予め除去された熱は、共通の空気流に放出されうることで、省エネルギーが図られうる。第１および第２の空気流ダクト１２、１６において冷たい外気と暖かい再循環空気とを分離するために、ヒートポンプは最適に動作されうる。しかしながら、再循環空気が、空気冷却ユニット４０を流れる前に外気と混合される場合であれば、平均温度および湿度が設定され、結果的に、ヒートポンプ効果が低下する。
【００６３】
図３は、再循環空気入口開口２６および移動開口３０が開かれ、外気入口開口２０が閉じられている第２の動作モードを示す。このようにして、再循環空気は、第１および第２の空気流ダクト１２、１６の両方に引き込まれる。この動作モードは、特に、例えば、５℃〜２０℃の平均外部温度において好適である。
【００６４】
温度が高いほど、空気冷却ユニット４０の凝縮物に不快な匂いや微生物の増殖が生じうるため、最高温度未満の温度で空気冷却ユニット４０を動作させるだけでよい。第１の空気流ダクト１２にある再循環空気流は、バイパスダクト４２を介して空気冷却ユニット４０を通過するように向けられる。
【００６５】
したがって、対応する温度範囲において、空気冷却ユニット４０の最高温度により、第２の空気流ダクト１６にある再循環空気は、エネルギー面で最適に要求されるものよりさらなる冷却および乾燥が必要とされうる。
【００６６】
第２の空気流ダクト１６の空気流の冷却された再循環空気が、空気冷却ユニット４０の下流にある第１の空気流ダクト１２の空気流の暖かい再循環空気と混合されて共通の空気流を形成すると、共通の空気流の平均温度および湿度が定まる。このようにして、車両空調ユニット１００の暖気ダクト１２０にある空気流を再加熱するために必要なエネルギーを低減でき、好ましくは、完全に節減できる。
【００６７】
図４は、図３の動作モードの変形例を示し、外気入口開口２０は少なくとも部分的に開かれ、その結果、外気および再循環空気の混合物が第１の空気流ダクト１２に引き込まれる。このようにして、車室内の空気質、特に、酸素含有量は、特に、再循環空気モードの動作が比較的長い場合に高くなりうる。外気入口開口２０および移動開口３０の開度は、この場合、要求された温度および空気質の要求に対して望ましいように適応されうる。
【００６８】
図５は、空気流ダクト１２、１６の両方に外気が引き込まれ、空気冷却ユニット４０によって冷却され乾燥される第４の動作モードを示す。この場合、外気入口開口２０および移動開口３０は完全に開かれているが、再循環空気入口開口２６は閉じられている。バイパスフラップ４４は、第１の空気流ダクト１２にある空気流を空気冷却ユニット４０に向ける位置にある。
【００６９】
この動作モードは、特に、暖かい外気温、例えば、１５℃〜２５℃の温度において好適である。外気が引き込まれるため、車室内には良好な空気質が確保される。外気が空気流ダクト１２、１６の両方を介して引き込まれると、ブロア１４、１８は最適な出力で動作されうる。
【００７０】
第１の空気流ダクト１２および第２の空気流ダクト１６に再循環空気が引き込まれ、空気流ダクト１２、１６の両方の空気流が、空気冷却ユニット４０によって冷却され乾燥される第５の動作モードが、図６に示されている。この動作モードは、特に、高い外気温、例えば、２５℃を超える温度では、外気を大幅に冷却する必要があるため好適である。外気入口開口２０は閉じられているが、再循環空気入口開口２６および移動開口３０は完全に開かれている。バイパスフラップ４４は、前述の動作モードと同様に、第１の空気流ダクト１２にある空気流が空気冷却ユニット４０に向けられるように置かれる。このようにして、より低温の再循環空気が、２つのブロア１４、１８に全出力で引き込まれ、空気冷却ユニット４０において冷却される。
【００７１】
図７は、第５の動作モードの変形例を示し、外気入口開口２０は少なくとも部分的に開かれ、その結果、特に、比較的長い動作時間の場合に車室内に十分な空気質を確保するために、外気および再循環空気の混合物が第１の空気流ダクト１２に引き込まれる。図４に示す動作モードと同様に、外気入口開口２０および移動開口３０の開度は、対応する温度および空気質の要求に適応されうる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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