DE102005027999A1

DE102005027999A1 - Belüftungssystem für ein Fahrzeug, und Verfahren zur Steuerung eines solchen Systems

Info

Publication number: DE102005027999A1
Application number: DE102005027999A
Authority: DE
Inventors: Konstantin Dornhof
Original assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 2004-06-28
Filing date: 2005-06-17
Publication date: 2006-01-12

Abstract

Es handelt sich um ein Belüftungssystem (1) für ein Fahrzeug. Dieses System hat eine Mehrzahl von Luftkanälen (21, 22, 23, 24) und dient zur Erzeugung von Luftströmen in diesen Luftkanälen und zwischen verschiedenen Lufteinlässen (35) und Luftauslässen (31, 32, 33, 34). In jedem Luftkanal ist ein Gebläse (3) angeordnet, bei dem Richtung und Stärke des Luftstroms steuerbar sind. Auch ist eine Steuervorrichtung (5) vorgesehen, die die Förderleistung der einzelnen Gebläse (3) entsprechend dem Luftstrom regelt, der an den einzelnen Luftauslässen (31, 32, 33, 34) verlangt wird. Ferner handelt es sich um ein Verfahren zur Steuerung eines solchen Belüftungssystems.

Description

Die Erfindung betrifft ein Belüftungssystem für ein Fahrzeug, welches System eine Mehrzahl von Luftkanälen aufweist, die sich jeweils zwischen einem Lufteinlass und einem Luftauslass erstrecken. Sie betrifft ferner ein Verfahren zur Steuerung eines solchen Belüftungssystems.

Herkömmliche Belüftungssysteme in Kraftfahrzeugen sind mit einem zentralen Gebläse ausgestattet, das einen Luftstrom erzeugt, der mittels Luftweichen und Luftklappen in verschiedene Kanäle geleitet werden kann, um an Luftauslässen im Fahrzeuginneren gewünschte, individuell einstellbare Luftströme zu erzeugen.

Nachteilig hierbei ist, dass wegen der Verwendung eines einzigen Gebläses komplizierte Klappenmechanismen zur Dosierung des Luftstroms verwendet werden müssen, die zudem zur Bereitstellung des nötigen Drucks große Luftkanalquerschnitte benötigen und dadurch platzaufwändig sind.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein Belüftungssystem für ein Fahrzeug, sowie ein Verfahren zur Steuerung eines solchen Systems, zur Verfügung zu stellen.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Belüftungssystem nach Anspruch 1 und ein Verfahren zur Steuerung eines solchen Belüftungssystems gemäß Anspruch 9.

Bei der Erfindung wird in jedem Luftkanal ein Gebläse angeordnet, bei dem Richtung und Intensität des Luftstroms steuerbar sind, und es ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, welche die Parameter der einzelnen Gebläse entsprechend dem an den einzelnen Luftauslässen gewünschten Luftstrom steuert.

Dies ermöglicht eine Umkehrung des Luftstroms und dadurch eine Absaugung von Luft aus dem Innenraum eines Fahrzeugs. Eine solche Absaugung ermöglicht durch die Zuführung von Frischluft und die gezielte Entfernung von verrauchter Luft oder dergleichen einen erheblichen Komfortgewinn in einem solchen Fahrzeug. Auch wird eine wesentlich feinere Einstellung der individuellen Luftströme durch die einzelnen Luftauslässe eines solchen Belüftungssystems ermöglicht. Zudem wird durch die Möglichkeit, die Strömungsrichtung der Luft zu wählen, eine gezielte Absaugung verunreinigter, oder falsch temperierter, oder feuchter Luft aus dem Inneren eines Fahrzeugs möglich.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens ein Gebläse als Gerätelüfter ausgebildet ist. Dies gestattet die Verwendung besonders preisgünstiger und zuverlässiger Luftstromgeneratoren in einem solchen Fahrzeug.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist eine einem Gebläse zugeordnete Luftstrom-Erfassungseinrichtung vorgesehen, welche die Größe des Luftstroms in einem Luftkanal erfasst. Ebenso und mit gleicher Wirkung können aus der Luftmenge ableitbare oder vergleichbare Parameter, beispielsweise die Geschwindigkeit des Luftstroms im Luftkanal, erfasst werden.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist eine einzige Steuervorrichtung für alle Gebläse vorgesehen. Dies macht Einstellung, Auswertung und Programmierung einer solchen Steuervorrichtung besonders kostengünstig.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen, sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt:
1 einen schematischen Schnitt durch ein mehrkanaliges Belüftungssystem nach dem Stand der Technik mit Luftabsperrklappen und Luftweichen, die den Luftstrom in diesem Belüftungssystem steuern,
2 einen schematischen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Belüftungssystem mit mehreren Luftkanälen, in denen jeweils ein zugeordnetes Gebläse angeordnet ist, dessen Luftstromrichtung und Luftstromstärke steuerbar sind,
3 eine schematische Schaltung einer ersten Ausgestaltung einer Luftstrom-Erfassungseinrichtung mit zwei Thermoelementen und einem Heizelement, und
4 eine schematische Anordnung einer zweiten Ausgestaltung einer Luftstrom-Erfassungseinrichtung mit einem zweiten Gebläse zur Erfassung der Luftströmung.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils gleiche oder gleich wirkende Elemente.
1 zeigt ein mehrkanaliges Belüftungssystem 1 nach dem Stand der Technik. Dieses System dient zur Belüftung eines Kraftfahrzeugs, und es verwendet ein zentrales Gebläse 3 mit hoher Luftleistung. Der durch das Gebläse 3 erzeugte Luftstrom wird durch Weichen 95 und Luftabsperrklappen 91 bis 94 entsprechend der durch die Insassen vorgewählten Austrittsmenge an den einzelnen Luftauslässen 31, 32, 33, 34 eingestellt. Durch den langen Weg vom Gebläse 3 bis zu den Luftauslässen 31 bis 34 und den beim Öffnen aller Luftauslässe großen Querschnitt für den Luftstrom muss ein solches Gebläse immer sehr groß dimensioniert werden, um alle Möglichkeiten abdecken zu können.
2 zeigt ein erfindungsgemäßes Belüftungssystem 1 für ein Kraftfahrzeug. Zur Erzeugung eines Luftstroms in Luftkanälen 21, 22, 23, 24 zwischen einem Lufteinlass 35 und Luftauslässen 31, 32, 33, 34 ist hier in jedem Luftkanal ein Gebläse 3 angeordnet, bei dem Strömungsrichtung und Strömungsintensität steuerbar sind. Beim Beispiel gemäß 2 ist im Ansaugkanal 25 ebenfalls ein Gebläse 3 vorgesehen, was eine besonders flexible Einstellung der Luftströme in den einzelnen Kanälen ermöglicht.
Bei einem solchen System ist der tatsächliche Luftstrom in den einzelnen Luftkanälen und damit an jedem Luftauslass 31 bis 34 durch Steuerung der jeweiligen Gebläseleistung frei einstellbar. Folglich kann eine aufwändige und platzintensive Klappen- und Weichenmechanik eingespart werden.
Zur Steuerung der einzelnen Gebläse dient eine Steuervorrichtung 5, welche die Förderleistung der einzelnen Gebläse 3 entsprechend dem an den einzelnen Luftauslässen 31, 32, 33, 34 gewünschten Luftstrom einstellt.
Als Gebläse 3 werden bevorzugt Gerätelüfter 4 eingesetzt, die sich durch gute Steuerbarkeit und hohe Leistung bei geringer Geräuschentwicklung auszeichnen. Solche Gerätelüfter haben auch entsprechende Lebensdauern.
Die Steuervorrichtung 5 ist so ausgestaltet, dass der Luftstrom in jedem Luftkanal 21, 22, 23, 24, 25 hinsichtlich seiner Richtung gewählt werden kann, und dass die Intensität der Luftströmung auch auf Null eingestellt werden kann, durch Erzeugung eines Gegendrucks gegen einen Staudruck im Innenraum (Luftauslass 32 und 33 im gezeigten Beispiel).
Durch ein solches Belüftungssystem ist es möglich, die Gerätelüfter 3 durch die Steuervorrichtung 5 so anzusteuern, dass der Luftstrom in einem oder allen Luftkanälen 21 bis 25 entgegen der normalen Richtung verläuft, so dass er aus dem Fahrzeuginneren nach außen verläuft. Dies ermöglicht eine Absaugung von Luft aus dem Innenraum eines Kraftfahrzeugs, um einen sehr schnellen Luftaustausch zu gewährleisten.
Damit die Steuerung der einzelnen Gebläse an den jeweils tatsächlich im betreffenden Luftkanal vorherrschenden Staudruck angepasst werden kann, um so den gewünschten Luftstrom am betreffenden Luftauslass zu erreichen, kann jedem Gebläse 3 eine Luftstrom-Erfassungseinrichtung 6 zugeordnet werden, die die Größe der Luftströmung in dem betreffenden Luftkanal 21 bis 24 erfasst.
Hierdurch kann der Luftstrom in jedem Luftkanal so eingestellt werden, dass die Förderleistung des Gebläses genau dem Staudruck entspricht, und die Luftströmung am zugeordneten Luftauslass sehr niedrig wird.
Ein erstes Beispiel für eine solche Luftstrom-Erfassungseinrichtung 6 ist in 3 dargestellt.
Diese Einrichtung 6 weist im Luftstromweg eine serielle Anordnung eines ersten Thermoelements 61, eines Heizelements 62, und eines zweiten Thermoelements 63 auf.
Das Heizelement 62 erwärmt je nach Richtung und Stärke des Luftstroms das erste Thermoelement 61 anders als das zweite Thermoelement 63. Die sich hierdurch einstellende Differenz in der Temperatur der Thermoelemente 61 und 63 wird durch eine Auswerteschaltung 7 ausgewertet, welche den Messwertunterschied zwischen erstem Thermoelement 61 und zweitem Thermoelement 63 verstärkt. Im gezeigten Beispiel werden zur Auswertung Operationsverstärker 71 und 72 verwendet, welche den Gerätelüfter 4, der als Gebläse 3 verwendet wird, entsprechend steuern.
4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Luftstrom-Erfassungseinrichtung 6, wobei hier ein im Luftstromweg nach dem den Luftstrom erzeugenden Gebläse 3 ein zweites Gebläse 8 angeordnet ist. Durch den Luftstrom wird das Lüfterrad des Gebläses 8 angetrieben, und der Motor des Gebläses 8 erzeugt eine entsprechende Ausgangsspannung, welche durch die Auswerteschaltung 7 ausgewertet wird. Entsprechend dieser Spannung wird die Leistung des Gebläses 3 angepasst. Auch hier sind die Gebläse 3 und 8 bevorzugt als Gerätelüfter ausgebildet.
Für eine starke Erhöhung des Luftstroms im Luftkanal 21 kann es auch von Vorteil sein, in einem entsprechenden Betriebsmodus den zweiten Lüfter 8 zusätzlich zur Luftstromerzeugung hinzu zu schalten.
Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfache Abwandlungen und Modifikationen möglich.

Claims

Belüftungssystem (1) für ein Fahrzeug, welches System eine Mehrzahl von Luftkanälen (21, 22, 23, 24) aufweist, die sich jeweils zwischen einem zugeordneten Lufteinlass (35) und einem zugeordneten Luftauslass (31, 32, 33, 34) erstrecken, wobei in jedem Luftkanal (21, 22, 23, 24) ein Gebläse (3) angeordnet ist, bei dem Richtung und Intensität des Luftstroms steuerbar sind, und eine Steuervorrichtung (5) vorgesehen ist, welche die Förderleistung der einzelnen Gebläse (3) entsprechend den an den einzelnen Luftauslässen (31, 32, 33, 34) gewünschten Luftströmen steuert.
Belüftungssystem nach Anspruch 1, bei welchem mindestens ein Gebläse (3) als Gerätelüfter (4) ausgebildet ist.
Belüftungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem mindestens einem Gebläse (3) eine Luftstrom-Erfassungseinrichtung (6) zugeordnet ist, um die Größe des Luftstroms in dem zugeordneten Luftkanal (21, 22, 23, 24) zu erfassen.
Belüftungssystem nach Anspruch 3, bei welchem die Luftstrom-Erfassungseinrichtung (6) eine im Luftstrompfad angeordnete serielle Anordnung eines ersten Thermoelements (61), eines Heizelements (62) und eines zweiten Thermoelements (63) aufweist.
Belüftungssystem nach Anspruch 4, bei welchem eine Auswerteschaltung (7) zur Verstärkung des Messwertunterschieds zwischen erstem Thermoelement (61) und zweitem Thermoelement (63) vorgesehen ist.
Belüftungssystem nach Anspruch 3, bei welchem die Luftstrom-Erfassungseinrichtung (6) ein zweites im Luftstromweg angeordnetes Gebläse (8) aufweist, dessen Ausgangsspannung ausgewertet wird, die im Betrieb durch eine vom Luftstrom dem Lüfterrad dieses Gebläses (8) aufgeprägte Lüfterradrotation erzeugt wird.
Belüftungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Steuervorrichtung (5) so ausgestaltet ist, dass der Luftstrom in jedem Luftkanal (21, 22, 23, 24, 25) hinsichtlich seiner Richtung gewählt werden kann, und die Intensität des Luftstromes auf Null geregelt werden kann, ggf. durch Erzeugung eines Gegendruckes gegen einen Staudruck.
Belüftungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem eine gemeinsame Steuervorrichtung (5) für alle Gebläse (3, 8) vorgesehen ist.
Verfahren zur Steuerung eines Belüftungssystems (1) für ein Kraftfahrzeug zur Erzeugung eines Luftstroms in mehreren Luftkanälen (21, 22, 23, 24) und zwischen zugeordneten Lufteinlässen (35) und Luftauslässen (31, 32, 33, 34), wobei in jedem Luftkanal (21, 22, 23, 24) ein Gebläse (3) angeordnet ist, bei welchem die Förderleistung durch entsprechende Beaufschlagung des Gebläses (3) vermittels einer Steuervorrichtung (5) gesteuert wird, und die Förderleistung entsprechend einem vorgewählten Luftstrom an den einzelnen Luftauslässen (31, 32, 33, 34) gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem mindestens ein Gebläse (3) durch die Steuervorrichtung (5) so gesteuert wird, dass der Luftstrom im zugeordneten Luftkanal (21, 22, 23, 24) in seiner Richtung gewählt wird und die Intensität des Luftstroms auf Null steuerbar ist, ggf. durch Erzeugung eines Gegendrucks gegen einen im Luftkanal herrschenden Staudruck.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei welchem mindestens ein Gebläse (3) durch die Steuervorrichtung (5) so angesteuert wird, dass der Luftstrom in dem diesem Gebläse zugeordneten Luftkanal (21, 22, 23, 24, 25) aus dem Fahrzeuginneren nach außen verläuft.