DE4321371A1 - Vorrichtung zur Messung von Parametern eines in einen Kraftfahrzeug-Fahrgastraum eingeleiteten Luftstromes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung von Parametern eines in einen Kraftfahrzeug-Fahr­ gastraum eingeleiteten Luftstroms.

Bekannt sind bereits Meßvorrichtungen dieser Art, die einen oder mehrere Geber enthalten, welche zur Messung physikalischer und/oder physikalisch-chemi­ scher Parameter eines Luftstroms bestimmt sind.

Die verbreiteste Meßvorrichtung enthält einen Temperaturgeber, der auch als Temperatursonde bezeichnet wird und aus einem Thermistor besteht. Dieser Geber befindet sich an einer ausgewählten Stelle des Fahrzeugs, am Zirkulationsweg des Luft­ stroms vor Einleitung in den Fahrgastraum.

Bei einem herkömmlichen Kraftfahrzeug ist eine Heiz-Lüft-Anlage und/oder Klimaanlage vorgesehen, die insbesondere ein Lufteinlaßgehäuse enthält, welches mit einem durch eine Klappe betätigten äußeren Lufteinlaß und einem durch eine andere Klappe betätigten Rückluftzirkulationseinlaß verse­ hen ist.

Wenn ein solches Fahrzeug mit einem Temperaturgeber ausgerüstet ist, befindet sich dieser häufig im Lufteinlaßkasten oberhalb der den äußeren Luftein­ laß kontrollierenden Klappe im Verhältnis zur Zirkulationsrichtung des Luftstroms.

Eine solche Lösung weist gewisse Nachteile auf. Wenn der Geber bei Außenluftbetrieb der Anlage richtig arbeitet, weil der Geber dann durch den Luftstrom gekühlt wird, ist dies in der Tat nicht so im Falle des Betriebs der Anlage mit Zirkulati­ onsluft.

Im letzteren Falle wird der Geber nicht mehr belüf­ tet und die von ihm kommenden Informationen werden durch die Wärmeabstrahlung des Fahrzeugs und insbe­ sondere des Motors verfälscht, der sich im allgemei­ nen in Nähe der Heiz-Lüft- und/oder Klimaanlage befindet.

Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, wurde vorge­ schlagen, den letzten vom Geber gelieferten Meßwert vor dem Übergang auf Rückluftzirkulationsbetrieb zu speichern. Es wurde auch vorgeschlagen, den Tempera­ turgeber an der die Außenluftzufuhr regelnden Klappe zu befestigen, um seine Position ändern und ihn besser belüften zu können.

Diese Lösungen bewirken konstruktive Komplikationen und erlauben es dem Temperaturgeber nicht immer, tatsächlich repräsentative Werte für den zu messen­ den Parameter zu liefern.

Als weitere Geber können diejenigen Geber erwähnt werden, die zur Messung der absoluten oder relati­ ven Feuchtigkeit des Luftstroms bestimmt sind, zum Beispiel zum Zweck der Beseitigung von Beschlägen im Fahrgastraum. Da sich diese Geber im allgemeinen an der gleichen Stelle befinden wie die Temperatur­ geber, folgen daraus die gleichen Nachteile wie die zuvor genannten.

Um Verschmutzungsprobleme zu behandeln, ist im übrigen die Anordnung von physikalisch-chemischen Gebern bekannt, die in der Lage sind, das Vorhanden­ sein schädlicher Gase, vor allem von CO, NOx und unverbrannter CH-Gase zu verlangsamen. Das Vorhan­ densein solcher Geber beinhaltet ein zweifaches Problem.

Zunächst müssen diese Geber, wenn sie in der Lage sind, eine Durchtrittsreihenfolge der Rückluftzirku­ lation festzulegen, auch in der Lage sein, die umgekehrte Reihenfolge vorzugeben, wenn die Ver­ schmutzung verschwindet. Dies ist jedoch nicht möglich, wenn die Geber vom Luftstrom nicht richtig belüftet oder entlüftet werden.

Andererseits werden diese Geber im allgemeinen auf mittlere Temperaturen erwärmt, die lokal einen Wert von 100 bis 400°C erreichen können, um chemische Reaktionen auszulösen, die zu Beginn des Betriebs auftreten. Auch hier können diese Geber, wenn sie nicht richtig belüftet werden, falsche Werte lie­ fern, auch für benachbarte Geber. Dadurch kann es auch unter Einwirkung einer Temperaturerhöhung zu einer Beschädigung der Geber kommen.

Die Erfindung hat insbesondere den Zweck, die vorgenannten Schwierigkeiten zu beseitigen.

Ein Zweck der Erfindung besteht insbesondere darin, eine Meßvorrichtung der vorgenannten Art zu schaf­ fen, die in der Lage ist, wirklich repräsentative Werte für die Parameter des zu messenden Luftstroms zu liefern.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine solche Vorrichtung zu schaffen, die an einer geeigneten Stelle des Kraftfahrzeugs eingebaut werden kann, ohne gegenüber den äußeren Umgebungsbe­ dingungen, insbesondere gegenüber der Wärmeabstrah­ lung des Kraftfahrzeugs, anfällig zu sein.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine solche Meßvorrichtung zu schaffen, die ver­ schiedene Arten von Gebern enthalten kann, haupt­ sächlich, jedoch nicht ausschließlich, Temperaturge­ ber.

Die Erfindung schlägt zu diesem Zweck eine Meßvor­ richtung der einleitend erwähnten Art vor, die folgendes enthält:

• - ein Gehäuse mit einem Lufteinlaß, der mit einem Teil des zu messenden Luftstroms gespeist werden kann, einem Luftauslaß, der geeignet ist, diesen Teil des Luftstroms abzuführen, sowie eine Innenkam­ mer, die mit dem Lufteinlaß und dem Luftauslaß kommuniziert;
• - Zirkulationsmittel zur Erzeugung eines Druckunter­ schieds zwischen dem Lufteinlaß und dem Luftauslaß und für die Zirkulation dieses Luftstromanteils durch die Innenkammer, und
• - wenigstens einen Meßwertgeber, der in der Innen­ kammer des Gehäuses untergebracht ist und von dem Luftstromanteil beaufschlagt werden kann und der einen Wert eines zu messenden Parameters liefern kann und wobei die Vorrichtung eine elektronische Schaltung einschließt, woran wenigstens ein Geber angeschlossen ist, wobei diese elektronische Schal­ tung in der Innenkammer des Gehäuses liegt.

Die Vorrichtung gestattet somit eine ständige Beaufschlagung des Gebers oder der Geber sowie der elektronischen Schaltung, entweder durch eine dem in den Kraftfahrzeug-Fahrgastraum eingeleiteten Luftstrom entnommene Luftmenge oder durch eine Luftmenge, die außerhalb entnommen und wieder ins Freie zurückbefördert wird.

Daraus folgt, daß die Geber und die elektronische Schaltung ständig mit einer Luftmenge beaufschlagt werden, deren physikalische und/oder physikalisch­ chemische Parameter entweder die gleichen sind wie bei dem in den Fahrgastraum eingeleiteten Luft­ strom, oder gleich denjenigen der Außenluft. Außer­ dem sind diese Geber und die elektronische Schal­ tung vor äußeren Einflüssen und insbesondere vor der Wärmeabstrahlung des Kraftfahrzeugs geschützt. Unter diesen Bedingungen kann die Vorrichtung an jeder Stelle eines Kraftfahrzeugs angebracht sein, insbesondere im Lufteinlaßgehäuse der Heiz-Lüft­ und/oder Klimaanlage, um Echtzeitwerte zu liefern.

Die Vorrichtung enthält vorteilhafterweise einen Stromstecker, der dazu geeignet ist, eine elektri­ sche Verbindung zwischen der gedruckten Schaltung und einem äußeren Anschlußkabel an das Gehäuse durch eine Wandung des Gehäuses herzustellen.

Falls das Gehäuse innen eine Luftumwälzpumpe ent­ hält, stellt dieser Stecker auch eine Verbindung mit dieser Luftumwälzpumpe her.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält vorteilhaf­ terweise wenigstens einen Geber, der geeignet ist, einen unter einem Temperaturwert, einem Feuchtig­ keitsgrad oder einem Verschmutzungsgrad des zu messenden Luftstroms ausgewählten Parameter zu messen.

Die Vorrichtung kann einen Temperaturgeber, einen Feuchtigkeitsgeber und wenigstens einen Verschmut­ zungsgeber enthalten, die in dieser Reihenfolge von dem im Gehäuse zirkulierenden Luftstromanteil beaufschlagt werden.

Die Zirkulationsmittel der erfindungsgemäßen Vor­ richtung können entweder aus einer Unterdruckquel­ le, zum Beispiel dem Motor oder einer dynamischen Unterdruckquelle, oder auch aus einer Druckquelle, wie einer Luftumwälzpumpe, bestehen.

Die Druckmittel sind, insbesondere im Fall einer Luftumwälzpumpe, vorteilhafterweise im Gehäuse untergebracht, was die Herstellung einer kompakt gebauten Vorrichtung erlaubt.

Der Lufteinlaß des Gehäuses enthält vorteilhafter­ weise ein Gitter und der Luftauslaß einen Auslaß­ stutzen, der an eine Abführleitung angeschlossen werden kann.

In der folgenden Beschreibung, die als Beispiel gegeben wird, wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die folgendes darstellen:

Fig. 1 ist eine Teilschnittansicht eines Luft­ einlaßgehäuses, welches zu einer Heiz-Lüft- und/oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs (teilweise dargestellt) gehört, wobei dieses Gehäuse eine erfindungsgemäße Meßvorrichtung einschließt;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht der Meßvorrich­ tung, mit der das Lufteinlaßgehäuse gemäß Fig. 1 ausgerüstet ist, wobei diese Schnittansicht entlang der Linie II-II aus Fig. 3 angefertigt wurde;

Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III aus Fig. 2 und

Fig. 4 ist ein vergrößertes Detail der Fig. 2.

Nunmehr wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, die ein Lufteinlaßgehäuse 10 darstellt, welches zu einer Heiz-Lüft- und/oder Klimaanlage eines Kraft­ fahrzeugs 12 gehört, wovon ein Teil der Motorhaube 14 und der Windschutzscheibe 16 dargestellt wurde.

Das Fahrzeug 12 enthält ein am Fuß der Windschutz­ scheibe 16 und teilweise unter der Haube 14 liegen­ des Lufteinlaßgitter 18, wobei dieses Gitter so vorgesehen sein kann, daß Luft von außerhalb des Fahrzeugs in ein Lufteinlaßabteil geleitet wird, welches innen mit einer Rinne 22 versehen ist. Das Abteil 20 kommuniziert mit einem ersten Lufteinlaß 24 des Gehäuses 10, der durch eine Drehklappe 26 gesteuert wird. Letztere erlaubt es, Luft von außerhalb des Kraftfahrzeugs auf kontrollierte Weise in das Gehäuse 10 einzuleiten.

Das Gehäuse 10 ist außerdem mit einem zweiten Lufteinlaß 28 versehen, der mit dem Fahrgastraum 30 des Kraftfahrzeugs kommuniziert und der durch eine Drehklappe 32 geregelt wird. Letztere Klappe er­ laubt eine Regelung der Rückluftzirkulation aus dem Fahrgastraum.

Der Fahrgastraum ist vom Motorraum durch eine feuerschützende Trennwand 33 getrennt und die Heiz-Lüft- und/oder Klimaanlage ist auf der Fahr­ gastraumseite in Nähe dieser Trennwand angeordnet.

Das Gehäuse 10 kommuniziert mit einer Spirale 34, worin sich ein Gebläse 36 befindet, bestehend aus einer Turbine 38, die durch einen Elektromotor 40 in Drehbewegung versetzt wird. Die durch den Einlaß 24 und/oder den Einlaß 28 in das Gehäuse eingeleite­ te Luft wird durch die Turbine 38 beschleunigt und wird dann impulsartig in das Heizgerät befördert, um dort auf an sich bekannte Weise eventuell er­ wärmt oder abgekühlt zu werden.

Das bisher beschriebene Lufteinlaßgehäuse 10 ist eine an sich bekannte Konstruktion. Dieses Gehäuse ist mit einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung 42 versehen, die bei dem dargestellten Beispiel im Gehäuse 10 in unmittelbarer Nähe des Lufteinlasses 24 und der Entwicklungszone der Klappe 26 liegt.

Bei einer Variante könnte sie im Abteil 20 unter der Rinne 22 angeordnet ein, wie dies bei 42′ dargestellt ist.

Die Meßvorrichtung 42 wird nunmehr im einzelnen und unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 4 beschrie­ ben.

Die Vorrichtung 42 enthält ein Gehäuse 44, beste­ hend aus einem Gehäusekörper 46 und einem Deckel 48. Das Gehäuse 46 ist mit zwei Klammern 50 zur Befestigung an einer ausgewählten Stelle des Fahr­ zeugs versehen, wie in Fig. 1 dargestellt.

Der Körper 46 ist mit einem Lufteinlaßgitter 52 versehen, welches in das Gehäuse 44 einen Anteil des zu messenden Luftstroms einleiten kann, in dem Beispiel einen Anteil des Luftstroms, der in das Gehäuse 10 der Heiz-Lüft- und/oder Klimaanlage eindringt.

Der Körper 46 des Gehäuses ist außerdem mit einem Auslaßstutzen 54 (Fig. 2) versehen, der an einen Abführschlauch 56 angeschlossen werden kann.

Das Gehäuse 44 enthält eine Innentrennwand 58, die im Innern des Gehäuses eine Einlaßkammer oder Meßkammer 60 bildet, welche mit dem Gitter 42 kommuniziert, sowie eine Auslaßkammer 62, welche mit dem Auslaßstutzen 54 kommuniziert. Die Kammern 60 und 62 kommunizieren miteinander durch eine in der Trennwand 58 angebrachte Öffnung 64.

Die Kammer 62 beherbergt eine Luftumwälzpumpe 66, bestehend aus einem Motor 68 zum Antrieb einer Turbine 70.

In der Kammer 60 befindet sich eine elektronische Schaltung 72, an welche ein Temperaturgeber 74, ein Feuchtigkeitsgeber 76 sowie zwei Verschmutzungsge­ ber 78 angeschlossen sind.

Die Vorrichtung enthält außerdem einen Stromstecker (Fig. 2 und 4), der durch eine Wand des Gehäusekör­ pers 46 hindurchtritt, um so eine elektrische Verbindung einerseits zwischen einem äußeren Strom­ kabel 82 zum Gehäuse und andererseits der elektroni­ schen Schaltung 72 und dem Motor 68 der Luftumwälz­ pumpe 66 herzustellen.

Die Meßvorrichtung arbeitet wie folgt: die durch den Motor 68 angetriebene Turbine 70 erzeugt ein Druckgefälle zwischen dem Einlaß und dem Auslaß des Gehäuses 44 und saugt damit einen Anteil des zu messenden Luftstroms an. In dem Beispiel wird dieser Luftanteil aus dem Lufteinlaßgehäuse 10 oder unter der Rinne 22 entnommen, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.

Die so aus dem Gehäuse 44 angesaugte Luft zirku­ liert um die auf der elektronischen Schaltung ruhenden Geber 74, 76 und 78, dringt dann durch die Öffnung 64 in die Kammer 62 ein, durchströmt die Turbine 70 und wird dann über den Schlauch 56 ins Freie abgeführt.

Wie in Fig. 4 dargestellt, strömt die Luft zu­ nächst zum Temperaturgeber 72 und dann zu den übrigen Gebern 76 und 78.

Die elektronische Schaltung 72 kann außerdem (nicht dargestellte) Verarbeitungselemente enthalten, zum Beispiel integrierte Schaltungen, deren Aufgabe darin besteht, die von den Gebern gelieferten Signale zu verstärken und die Signale dieser Geber zu korrigieren, insbesondere die Signale des Feuch­ tigkeitsgebers 76 und der Verschmutzungsgeber 78, je nach der vom Geber 74 gemessenen Temperatur.

Bei dem dargestellten Beispiel wird die Zirkulation des Luftstroms im Gehäuse der Vorrichtung durch eine Luftumwälzpumpe gewährleistet. Bei einer Variante könnte sie durch eine außenliegende Unter­ druckquelle, zum Beispiel durch den Fahrzeugmotor, sichergestellt werden, wobei die Luftumwälzpumpe 66 dann entfällt.

Wie bereits angedeutet, könnte die Meßvorrichtung 42 auch, wie bei 42′ gezeigt, ebenso unter der Rinne 22 liegen.

Natürlich sind die beiden vorgenannten Anordnungen Beispiele und es ist möglich, für die erfindungsge­ mäße Meßvorrichtung auch andere Anordnungen zu wählen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet somit eine genaue Messung der physikalischen und/oder physikalisch-chemischen Parameter eines in den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs einzuleitenden Luftstroms.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Messung von Parametern eines in einen Kraftfahrzeug-Fahrgastraum eingeleiteten Luftstroms, enthaltend:

• - ein Gehäuse (44) mit einem Lufteinlaß (52), der mit einem Teil des zu messenden Luftstroms gespeist werden kann, einem Luftauslaß (54), der geeignet ist, diesen Teil des Luftstroms abzuführen, sowie eine Innenkammer (60), die mit dem Lufteinlaß und dem Luftauslaß kommuniziert;
• - Zirkulationsmittel (66) zur Erzeugung eines Druckunterschieds zwischen dem Lufteinlaß (52) und dem Luftauslaß (54) und für die Zirkulation dieses Luftstromanteils durch die Innenkammer (60), und
• - wenigstens einen Meßwertgeber (74, 76, 78), der in der Innenkammer (60) des Gehäuses (44) unterge­ bracht ist und von dem Luftstromanteil beaufschlagt werden kann und der einen Wert eines zu messenden Parameters liefern kann, dadurch ge­ kennzeichnet, daß er eine elektroni­ sche Schaltung (72) einschließt, woran wenigstens ein Geber (74, 76, 78) angeschlossen ist, wobei diese elektronische Schaltung in der Innenkammer (60) des Gehäuses (44) liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Stecker (80) enthält, der geeignet ist, eine elek­ trische Verbindung zwischen der elektronischen Schaltung (72) und einem außerhalb des Gehäuses liegenden Anschlußkabel (82) durch eine Wand in diesem Gehäuse herzustellen.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens einen Geber (74, 76, 78) enthält, der zur Messung eines Parameters geeignet ist, welcher unter einem Temperaturwert, einem Feuchtig­ keitsgrad oder einem Verschmutzungsgrad des Luft­ stroms ausgewählt wurde.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Tempe­ raturgeber (74), einen Feuchtigkeitsgeber (76) und wenigstens einen Verschmutzungsgeber (78) enthält, die in dieser Reihenfolge durch den im Gehäuse zirkulierenden Luftstromanteil beaufschlagt werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzirkula­ tionsmittel eine Unterdruckquelle einschließen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzirkula­ tionsmittel eine Druckquelle einschließen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittel eine Luftumwälzpumpe (66) einschließen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzirkulationsmittel (66) im Gehäuse (44) untergebracht sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Lufteinlaß ein Gitter (52) enthält und daß der Luftauslaß einen Auslaß­ stutzen (54) enthält, der an eine Abführleitung (56) angeschlossen werden kann.