DE102008042856A1

DE102008042856A1 - Kraftfahrzeug-Belüftungssystem

Info

Publication number: DE102008042856A1
Application number: DE102008042856A
Authority: DE
Inventors: Volker Scheer; Rainer Vogt
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2010-04-22
Also published as: CN101722816A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Belüftungssystem, insbesondere für Personenkraftwagen, mit einem Außenluftkanal (3) zum Zuführen von Außenluft in die Fahrzeugkabine (2), der mit einem Filter (4) und einer steuerbaren Überbrückungsklappe (5) versehen ist, so dass die Außenluft wahlweise gefiltert oder ungefiltert (Bypass-Betrieb) angesaugt wird, mit einem Umluftkanal (6) zum Zuführen von Innenluft aus der Fahrzeugkabine (2), und mit einem Zuluftkanal (7) in die Fahrzeugkabine (2), der mit einer Steuerklappe (8) versehen ist, um die Umluftmenge im Verhältnis zur Außenluftmenge einzustellen, und in dem ein Lüfter (9) angeordnet ist und eine Abkühl- und Erwärmungsvorrichtung (10) vorgesehen ist, wobei der Außenluftkanal (3) und der Umluftkanal (6) in den Zuluftkanal (7) münden. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass im Zuluftkanal (7) ein weiterer Luftfilter (11) angeordnet ist. Damit läßt sich ein besonders wirksamer HE-Filter (4) verwenden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Belüftungssystem, insbesondere für Personenkraftwagen, mit einem Außenluftkanal zum Zuführen von Außenluft in die Fahrzeugkabine, der mit einem Filter und einer steuerbaren Überbrückungsklappe versehen ist, so dass die Außenluft wahlweise gefiltert oder ungefiltert (Bypass Betrieb) angesaugt wird, mit einem Umluftkanal zum Zuführen von Innenluft aus der Fahrzeugkabine, und mit einem Zuluftkanal in die Fahrzeugkabine, der mit einer Steuerklappe versehen ist, um die Umluftmenge im Verhältnis zur Außenluftmenge einzustellen, und in dem ein Lüfter angeordnet ist und eine Abkühl- und Erwärmungsvorrichtung (Klimaanlage) vorgesehen ist, wobei der Außenluftkanal und der Umluftkanal in den Zuluftkanal münden.
Insassen eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, werden über das Belüftungssystem üblicher Weise der Umgebungsluft ausgesetzt. Im Verkehr ist diese Umgebungsluft mit den Abgasen kontaminiert, so dass die Insassen gegebenenfalls mit hohen Konzentrationen der in den Abgasen enthaltenen Stickoxide, Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe, Staub und so weiter belastet werden.
Daher ist es in modernen Fahrzeugen üblich Gasfilter und Partikelfilter für diese Luftverunreinigungen in den Belüftungssystemen vorzusehen. Dabei werden auch Luftsensoren vorgesehen, um die Qualität oder Luftgüte zu bestimmen und entsprechend das Fahrzeuginnere mit mehr oder weniger oder gar keiner Außenluft zu versehen. Das vollständige abschließen des Innenraums ist jedoch auf Dauer nicht möglich, da immer Frischluft zugeführt werden muss, oder ein zu hohes Ansteigen der Kohlendioxidkonzentrationen zu vermeiden. Andererseits ist es schwierig, eine gute Filtration der Luft zu erreichen, da immer ein Kompromiss zwischen Filtereffizienz bei kleinem Filter, da die Einbaumaße in Fahrzeugen beschränkt sind, und höheren Luft-Strömungsraten bei kleinem Druckabfall über den Filter gefunden werden muss.
Aus der DE 24 168 05 A ist eine Einrichtung zur Belüftung des Innenraums eines PKW bekannt. Die Einrichtung umfasst einen Außenluftkanal, der mit einem großvolumigen Filter und einer Steuerklappe versehen ist, so dass die Außenluft wahlweise gefiltert oder ungefiltert (Bypass Betrieb) angesaugt wird. Die Einrichtung umfasst ferner einen Umluftkanal, der ebenfalls mit einem Filter und einer Steuerklappe versehen ist, so dass die Umluftmenge im Verhältnis zur Außenluftmenge einstellbar ist. Beide Kanäle münden in einen Zuluftkanal ins Innere des Fahrzeugs, in dem noch der notwendige Lüfter bzw. das Gebläse angeordnet ist und auch eine Abkühl- und Erwärmungsvorrichtung (Klimaanlage) vorgesehen ist.
Aus der DE 195 46 550 A1 ist eine Belüftungsvorrichtung für Fahrzeuge bekannt, insbesondere in Verbindung mit einer Heizungs- oder Klimaanlage von Kraftfahrzeugen, das mit einem Gebläse, das eingangsseitig an einem Ansauggehäuse und ausgangsseitig an einem Druckstutzen angeschlossen ist, mit einem im Ansauggehäuse angeordneten Staubfilter, mit einem im Luftstrom stromabwärts des Staubfilters angeordneten Schadstoffilter, mit einem den Schadstoffilter umgehenden Bypass, dessen Bypassöffnung von einer um eine Schwenkachse schwenkbaren Bypassklappe wahlweise verschließ- und freigebbar ist, und mit einer mit dem Fahrzeuginnenraum in Verbindung stehenden Umluftöffnung im Ansauggehäuse, die mit einer um eine Schwenkachse schwenkbaren Umluftklappe wahlweise verschließ- und freigebbar ist, versehen ist. Die Umluftöffnung ist als Besonderheit in Luftströmungsrichtung gesehen, zwischen dem Staubfilter und dem Schadstoffilter angeordnet.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung daher darin, ein Belüftungssystem für Kraftfahrzeuge, insbesondere Pkw, bereitzustellen, mit denen eine höhere Filtrationseffizienz bei langer Verwendungsdauer der Filter und niedriger Schadstoffkonzentration im Fahrzeuginnenraum erreichbar ist.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Belüftungssystem für Kraftfahrzeuge gelöst.
Dadurch, dass in dem Zuluftkanal ein weiterer Luftfilter angeordnet ist, ist es möglich, bei normalem Betrieb die Lüftung mit partieller Umluft zu betreiben, d. h. es wird weniger Frischluft angesaugt, womit ein geringerer Durchfluss über den Außenluftzufuhrfilter gewährleistet ist, mit den Vorteilen einer höheren Effizienz für eine Partikelfilterung, insbesondere auch Dieselruß, und Gasen, insbesondere auch Stickoxide, sowie weiterhin einer längeren Filterstandzeit.
Bevorzugt ist der weitere Luftfilter in Luftströmungsrichtung hinter dem Lüfter und vor der Abkühl- und Erwärmungsvorrichtung angeordnet. Damit wird ein Verschmutzen der Abkühl- und Erwärmungsvorrichtung durch die Innenluft- und/oder die im Bypass-Betrieb angesaugte Außenluft verhindert.
Der Umluftkanal sollte sinnvoller Weise an der Steuerklappe in den Zuluftkanal münden. Auch der Außenluftkanal sollte sinnvoller Weise an der Steuerklappe in den Zuluftkanal münden.
Vorzugsweise ist der Filter im Außenluftkanal ein HE-Filter. Diese sogenannten High Efficiency Filters (HE Filter) weisen eine besonders hohe Filterwirkung auf und können fast alle in der gefilterten Luft vorhandenen Partikel ausfiltern. Bauartbedingt weisen HE-Filter einen hohen Strömungswiderstand auf und/oder benötigen ein großes Einbauvolumen. Beides ist für den Einsatz in Kraftfahrzeugen hinderlich. Mittels des erfinderischen Kraftfahrzeug-Belüftungssystems kann trotzdem ein HE-Filter eingesetzt werden. Da durch den vorhandenen Bypass-Betriebsmodus der HE-Filter für eine geringe Luftmenge ausgelegt werden kann, sind die benötigten Einbaumaße des HE-Filters gering. Im Bypass-Betrieb wird der HE-Filter umgangen, so dass bei Bedarf auch eine hohes Außenluftvolumen in kurzer Zeit angesaugt werden kann. Durch den weiteren Luftfilter wird die Außenluft ausreichend gefiltert, zumindest für kurze Zeit. Im längerfristigen Betrieb wird wieder die Außenluft mit geringem Ansaugvolumen über den HE-Filter angesaugt.
Wenn ein Luftgütesensor in dem Zuluftkanal vorgesehen ist, kann eine verbesserte Umluftklappensteuerung im Zusammenwirken mit einem so genannten Air Quality Sensor (Luftgütesensor) durchgeführt werden. Für Extremsituationen, z. B. für den kurzfristigen Abbau des Scheibenbeschlages, wird die Überbrückungsklappe benötigt, die einen hohen Ansaugluftstrom von Außenluft erlaubt. Der Luftgütesensor ist daher vorteilhafter Weise zur Ansteuerung der Steuerklappe des Umluftkanals ausgebildet.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der einzigen Zeichnung, in der schematisch ein Kraftfahrzeug-Belüftungssystem gezeigt ist.
In der Figur ist ein Kraftfahrzeug-Belüftungssystem 1 eines Personenkraftwagens gezeigt, das mit einem Außenluftkanal 3 zum Zuführen von Außenluft in die Fahrzeugkabine 2, der mit einem Filter 4 und einer steuerbaren Überbrückungsklappe 5 versehen ist, so dass die Außenluft wahlweise gefiltert oder ungefiltert (Bypass Betrieb) angesaugt werden kann, versehen ist.
Das Kraftfahrzeug-Belüftungssystem 1 umfasst ferner einen Umluftkanal 6 zum Zuführen von Innenluft aus der Fahrzeugkabine 2 und einen Zuluftkanal 7, der in die Fahrzeugkabine 2 führt, der mit einer Steuerklappe 8 versehen ist, um die Umluftmenge im Verhältnis zur Außenluftmenge einzustellen. Im Zuluftkanal 7 sind ferner ein Lüfter 9, ein weiterer Luftfilter 11 und eine Abkühl- und Erwärmungsvorrichtung (Klimaanlage) 10 vorgesehen.
Der weitere Luftfilter 11 ist dabei in Luftströmungsrichtung hinter dem Lüfter 9 und vor der Abkühl- und Erwärmungsvorrichtung 10 angeordnet. Sowohl der Umluftkanal 6 als auch der Außenluftkanal 3 münden an der Steuerklappe 8 in den Zuluftkanal 7. Der Filter 4 im Außenluftkanal ist ein HE-Filter.
Zusätzlich ist ein Luftgütesensor 12 in dem Zuluftkanal 3 vor der Überbrückungklappe 5 vorgesehen, die zur Ansteuerung der Steuerklappe 8 ausgebildet ist. Somit ist es nun möglich, sowohl eine gute Filtrierung der Gase und Partikel aus der Luft zu erreichen und gleichzeitig die Qualität oder Luftgüte zu bestimmen und entsprechend das Fahrzeuginnere mit mehr oder weniger oder gar keiner Außenluft zu versehen. So können die Insassen des Personenkraftwagens über das Belüftungssystem einer geringeren Menge Luftverunreinigungen und schädliche Gasen ausgesetzt werden.

1: Kraftfahrzeug-Belüftungssystem
2: Fahrzeugkabine
3: Außenluftkanal
4: Filter
5: Überbrückungsklappe
6: Umluftkanal
7: Zuluftkanal
8: Steuerklappe
9: Lüfter
10: Abkühl- und Erwärmungsvorrichtung (Klimaanlage)
11: Luftfilter
12: Luftgütesensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 2416805 A [0004]
- DE 19546550 A1 [0005]

Claims

Kraftfahrzeug-Belüftungssystem, insbesondere für Personenkraftwagen, mit einem Außenluftkanal (3) zum Zuführen von Außenluft in die Fahrzeugkabine (2), der mit einem Filter (4) und einer steuerbaren Überbrückungsklappe (5) versehen ist, so dass die Außenluft wahlweise gefiltert oder ungefiltert (Bypass-Betrieb) angesaugt wird, mit einem Umluftkanal (6) zum Zuführen von Innenluft aus der Fahrzeugkabine (2), und mit einem Zuluftkanal (7) in die Fahrzeugkabine (2), der mit einer Steuerklappe (8) versehen ist, um die Umluftmenge im Verhältnis zur Außenluftmenge einzustellen, und in dem ein Lüfter (9) angeordnet ist und eine Abkühl- und Erwärmungsvorrichtung (10) vorgesehen ist, wobei der Außenluftkanal (3) und der Umluftkanal (6) in den Zuluftkanal (7) münden, dadurch gekennzeichnet, dass im Zuluftkanal (7) ein weiterer Luftfilter (11) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug-Belüftungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Luftfilter (11) in Luftströmungsrichtung hinter dem Lüfter (9) und vor der Abkühl- und Erwärmungsvorrichtung (10) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug-Belüftungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umluftkanal (6) an der Steuerklappe (8) in den Zuluftkanal mündet.
Kraftfahrzeug-Belüftungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenluftkanal (3) an der Steuerklappe (8) in den Zuluftkanal (7) mündet.
Kraftfahrzeug-Belüftungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (4) im Außenluftkanal (3) ein HE-Filter ist.
Kraftfahrzeug-Belüftungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftgütesensor (12) im Zuluftkanal (7) vorgesehen ist.
Kraftfahrzeug-Belüftungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftgütesensor (12) zur Ansteuerung der Steuerklappe (8) ausgebildet ist.