DE4321371C2 - Vorrichtung zur Messung von Parametern eines in einen Kraftfahrzeug-Fahrgastraum eingeleiteten Luftstromes - Google Patents
Vorrichtung zur Messung von Parametern eines in einen Kraftfahrzeug-Fahrgastraum eingeleiteten LuftstromesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung von
Parametern eines in einen Kraftfahrzeug-Fahrgastraum ein
geleiteten Luftstroms.
Bekannt sind bereits Messvorrichtungen dieser Art, die
einen oder mehrere Geber enthalten, welche zur Messung
physikalischer und/oder physikalisch-chemischer Parameter
eines Luftstroms bestimmt sind.
Die verbreitete Messvorrichtung enthält einen Temperatur
geber, der auch als Temperatursonde bezeichnet wird und aus
einem Thermistor besteht. Dieser Geber befindet sich an
einer ausgewählten Stelle des Fahrzeugs, am Zirkulationsweg
des Luftstroms vor Einleitung in den Fahrgastraum. Eine
solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 38 43 233 C2
bekannt.
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
versehen ist.
Wenn ein solches Fahrzeug mit einem Temperaturgeber ausge
rüstet ist, befindet sich dieser häufig im Lufteinlass
kasten oberhalb der äußeren Lufteinlaß
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 Umgebungsbedingungen,
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 Kraftfahrzeugs
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.
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.
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