DE102017215458B4

DE102017215458B4 - Klimaanlage eines Fahrzeugs und Fahrzeug mit einer solchen Klimaanlage

Info

Publication number: DE102017215458B4
Application number: DE102017215458.6A
Authority: DE
Inventors: Daniel Eberle; Rainer Knöller; Markus Michael; Anja Reiter; Oliver Schultze; Joachim TREIER; Walter Wolf
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2017-09-04
Filing date: 2017-09-04
Publication date: 2023-02-23
Anticipated expiration: 2037-09-05
Also published as: US10946718B2; US20190070926A1; CN109421476A; CN109421476B; DE102017215458A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage (3) eines Fahrzeugs (1) zum Klimatisieren eines Fahrzeuginnenraums (2), wobei die Klimaanlage (3) einen Außenluftkanal (36) zum Einlassen von Außenluft in die Klimaanlage (3) und einen Umluftkanal (8) zum Rezirkulieren von Innenluft aus dem Fahrzeuginnenraum (2) aufweist, in denen jeweils ein Absperrorgan (52, 53) vorgesehen ist, und wobei die Klimaanlage (3) eine Sensoreinrichtung (9) zum Erfassen einer Eigenschaft von Luft aufweist. Erfindungswesentlich ist hierbei, dass an zumindest einem der Kanäle (8, 36) ein das zugehörige Absperrorgan (52, 53) umgehender Bypass (84, 85) vorgesehen ist, der fluidisch mit der Sensoreinrichtung (9) verbunden ist.Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Fahrzeug (1) mit einer solchen Klimaanlage (3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage eines Fahrzeugs zum Klimatisieren eines Fahrzeuginnenraums, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Fahrzeug mit einer solchen Klimaanlage.
Im Betrieb einer Klimaanlage wird üblicherweise über einen Außenluftkanal Außenluft in die Klimaanlage gefördert, gewöhnlich mit Hilfe wenigstens eines Wärmetauschers klimatisiert und einem Innenraum eines Fahrzeugs zugeführt. Wünschenswert ist es, bei Bedarf, insbesondere wenn die Außenluft eine unzureichende Güte aufweist, Luft aus dem Fahrzeuginnenraum zu rezirkulieren. Hierzu ist üblicherweise ein Umluftkanal vorgesehen, der fluidisch mit dem Fahrzeuginnenraum verbunden ist, derart, dass Luft aus dem Fahrzeuginnenraum über den Umluftkanal angesaugt und über einen Auslass der Klimaanlage wieder in den Fahrzeuginnenraum eingebracht wird, wobei die Luft vor dem wiederholten Einbringen in den Fahrzeuginnenraum mit Hilfe zumindest eines solchen Wärmetauschers klimatisiert werden kann. Um die Klimaanlage bei Bedarf mit Außenluft und/oder Luft aus dem Fahrzeuginnenraum zu versorgen, ist es zweckmäßig, im Außenluftkanal und im Umluftkanal jeweils Absperrorgane vorzusehen, welche das Sperren sowie die Freigabe des zugehörigen Kanals erlauben. Zur Bestimmung der Güte der Luft kann zudem eine Sensoreinrichtung vorgesehen sein, die eine Eigenschaft von Luft erfasst, wobei das Erfassen dieser Eigenschaft dazu eingesetzt werden kann, die Klimaanlage in unterschiedlichen Betriebsmodi zu betreiben.
Eine solche Klimaanlage ist aus der DE 10 2013 214 071 A1 bekannt. Ist das Absperrorgan im Außenluftkanal in einer den Außenluftkanal sperrenden Schließstellung, wird zum Erfassen der Eigenschaft von Außenluft das im Außenluftkanal angeordnete Absperrorgan kurzzeitig geöffnet, um der Sensoreinrichtung Außenluft zuzuführen. Analog hierzu wird, wenn das im Umluftkanal angeordnete Absperrorgan den Umluftkanal sperrt, zum Erfassen der Eigenschaft von Luft aus dem Fahrzeuginnenraum das Absperrorgan im Umluftkanal kurzzeitig geöffnet, um der Sensoreinrichtung Luft aus dem Fahrzeuginnenraum zuzuführen.
Die US 6 758 739 B1 zeigt eine Klimaanlage mit einem Außenluftkanal sowie zwei Umluftkanälen und Luftqualitätssensoren. Im jeweiligen Kanal ein zugehöriges Ventil angeordnet ist.
Weitere Klimaanlagen sind aus der JP S64- 56 223 A und der JP 2002- 29 245 A bekannt.
Nachteilig hierbei ist, dass der Sensoreinrichtung Luft zugeführt wird, die sich bereits seit längerer Zeit stromauf des Absperrorgans im zugehörigen Kanal befinden kann, wodurch sich die mit der Sensoreinrichtung erfasste Eigenschaft von der aktuellen Eigenschaft der Luft im Fahrzeuginnenraum bzw. in der Umgebung des Fahrzeugs und somit von der aktuellen Außenluft unterscheiden kann. Zudem kommt es im Stand der Technik beim Erfassen der Eigenschaft der Luft zumindest temporär zu Konstellationen, bei denen dem Fahrzeuginnenraum Außenluft zugeführt oder Luft aus dem Fahrzeuginnenraum rezirkuliert wird, obwohl dies, insbesondere aufgrund der Güte der Luft, nicht erwünscht ist.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit der Aufgabe, für eine Klimaanlage der eingangs genannten Art sowie für ein Fahrzeug mit einer solchen Klimaanlage verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsformen anzugeben, die sich insbesondere durch ein zuverlässigeres Erfassen einer Eigenschaft der Luft und/oder eine verbesserte Trennung unterschiedlicher Betriebsmodi der Klimaanlage auszeichnen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in einer Klimaanlage zum Klimatisieren eines Fahrzeuginnenraums eines Fahrzeugs eine Sensoreinrichtung über einen Bypass mit einem Kanal der Klimaanlage fluidisch zu verbinden, der ein in diesem Kanal angeordnetes Absperrorgan in einer den Kanal sperrenden Schließstellung umgeht. Hierdurch kann die Sensoreinrichtung auch in besagter Schließstellung mit Luft aus dem Kanal beaufschlagt werden, um eine Eigenschaft der Luft zu erfassen. Dementsprechend ist zum Erfassen der Eigenschaft kein Öffnen des Absperrorgans notwendig, welches eine ungewünschte Vermischung der aus dem Kanal stammenden mit dem Fahrzeuginnenraum zuzuführender Luft zur Folge hätte. Folglich lassen sich unterschiedlich Betriebsmodi der Klimaanlage besser voneinander trennen. Darüber hinaus kann die Sensoreinrichtung auch in der Schließstellung des Absperrorgans mit einer kontinuierlichen Luftströmung aus dem Kanal beaufschlagt werden, so dass die Sensoreinrichtung die Eigenschaft der Luft mit einer erhöhten Zuverlässigkeit bestimmt, insbesondere weil nicht die Eigenschaft von in der Schließstellung stromauf des Absperrorgans abgestandener, das heißt sich dort schon länger befindender, Luft erfasst wird. Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist die Klimaanlage einen Anlagen-Auslass auf, über den Luft in den Fahrzeuginnenraum ausgelassen wird. Die Klimaanlage weist zudem einen Außenluftkanal zum Einlassen von Luft aus der Umgebung bzw. Außenluft in die Klimaanlage auf, der fluidisch mit dem Anlagen-Auslass verbunden ist. Darüber hinaus weist die Klimaanlage einen Umluftkanal zum Rezirkulieren von Luft aus dem Fahrzeuginnenraum bzw. Innenluft auf, der fluidisch mit dem Fahrzeuginnenraum und dem Anlagen-Auslass verbunden ist. Im Außenluftkanal und im Umluftkanal ist jeweils ein solches Absperrorgan angeordnet. Das heißt, dass im Außenluftkanal ein Außenluft-Absperrorgan vorgesehen ist, das in einer Schließstellung die Strömung von Außenluft durch den Außenluftkanal sperrt. Im Umluftkanal ist ferner ein Umluft-Absperrorgan vorgesehen, welches in einer Schließstellung die Strömung von Innenluft durch den Umluftkanal sperrt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an zumindest einem der Kanäle, das heißt am Außenluftkanal und/oder am Umluftkanal, ein das in diesem Kanal vorgesehene Absperrorgan umgehender Bypass vorgesehen ist, welcher fluidisch mit der Sensoreinrichtung verbunden ist. Das heißt, dass am Außenluftkanal ein das Außenluft-Absperrorgan umgehender Bypass, nachfolgend auch Außenluft-Bypass genannt, vorgesehen ist, der fluidisch mit der Sensoreinrichtung verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich ist am Umluftkanal ein solcher, das Umluftabsperrorgan umgehender Bypass, nachfolgend auch Umluft-Bypass genannt, vorgesehen.
Vorstellbar ist es, dass die Klimaanlage lediglich einen solchen Bypass aufweist, der das zugehörige Absperrorgan umgeht. Bevorzugt ist es, wenn ein solcher Außenluft-Bypass und ein solcher Umluft-Bypass vorgesehen sind, wobei der Außenluft-Bypass das Außenluft-Absperrorgan umgeht, wogegen der Umluft-Bypass das Umluft-Absperrorgan umgeht.
Der jeweilige Bypass ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass er das zugehörige Absperrorgan, das heißt, das Absperrorgan, das umgangen werden soll, in der Schließstellung des Absperrorgans umgeht. Das heißt, dass der Bypass das zugehörige Absperrorgan in der Schließstellung dieses Absperrorgans umgeht und fluidisch mit der Sensoreinrichtung verbunden ist, wogegen ein Umgehen des Absperrorgans in einer den zugehörigen Kanal freigebenden Offenstellung des Absperrorgans nicht zwingend gegeben ist.
Bevorzugt ist es, wenn der Bypass stromab des Absperrorgans, das umgangen ist, derart zum Kanal separiert ist, dass eine Strömung von Luft durch den Bypass stromab des Absperrorgans von einer Strömung von Luft durch den Kanal, in dem das Absperrorgan vorgesehen ist, getrennt ist. Hierdurch ist es möglich, die der Sensoreinrichtung zugeführte Luft getrennt von derjenigen Luft zu führen, die dem Fahrzeuginnenraum zugeführt wird, so dass eine verbesserte Trennung der Betriebsmodi der Klimaanlage realisiert ist.
Der zumindest eine Bypass ist vorzugsweise derart ausgestaltet, insbesondere derart dimensioniert, dass, insbesondere in der den Kanal freigebenden Offenstellung des im Kanal vorgesehenen Absperrorgans, durch den Bypass weniger Luft strömt als durch den zugehörigen Kanal.
Die unterschiedliche Betriebsmodi der Klimaanlage können insbesondere einen Außenluftbetrieb und einen Umluftbetrieb umfassen, wobei die Klimaanlage im Außenluftbetrieb dem Fahrzeuginnenraum aus der Umgebung der Klimaanlage bzw. des zugehörigen Fahrzeugs stammende Außenluft zuführt, wogegen im Umluftbetrieb Luft aus dem Fahrzeuginnenraum rezirkuliert wird. Dementsprechend wird im Außenluftbetrieb das Umluft-Absperrorgan in die Schließstellung verstellt, während das Außenluft-Absperrorgan in die Offenstellung verstellt wird. Demgegenüber wird im Umluftbetrieb das das Umluft-Absperrorgan in die Offenstellung verstellt, während das Außenluft-Absperrorgan in die Schließstellung verstellt wird. Selbstverständliche sind Betriebsmodi zwischen dem Umluftbetrieb und dem Außenluftbetrieb, nachfolgend auch Mischbetrieb genannt, ebenso möglich wie Zwischenstellungen des jeweiligen Absperrorgans zwischen der Schließstellung und der Offenstellung.
Die Klimaanlage weist zweckmäßig zumindest eine Filtereinrichtung zum Filtern von Luft, nachfolgend auch Anlagen-Filtereinrichtung genannt, und zumindest einen Wärmetauscher zum Klimatisieren von Luft auf. Mit dem zumindest einen Wärmetauscher ist es möglich, die Luft zu temperieren und/oder die Feuchtigkeit der Luft zu ändern. Bevorzugt ist es dabei, wenn die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Luft, das heißt im Außenluftbetrieb aus der Umgebung stammende Außenluft und im Umluftbetrieb Innenluft aus dem Fahrzeuginnenraum, zuvor durch die Filtereinrichtung und/oder durch zumindest einen solchen Wärmetauscher geführt wird, um gefiltert und/oder klimatisiert zu werden.
Das jeweilige Absperrorgan kann prinzipiell beliebig ausgestaltet sein, sofern es in der Schließstellung den zugehörigen Kanal sperrt. Das jeweilige Absperrorgan kann insbesondere als eine Klappe oder ein Ventil ausgebildet sein bzw. eine solche Klappe oder ein solches Ventil aufweisen.
Zumindest ein solches Absperrorgan kann einen Grundkörper und eine Dichtung aufweist, welche den Grundkörper, insbesondere randseitig, umgibt bzw. randseitig am Grundkörper angebracht ist, wobei die Dichtung in der Schließstellung des Absperrorgans gegen den Kanal dichtet.
Erfindungsgemäß weist wenigstens ein solcher Bypass am zugehörigen Absperrorgan, das heißt an dem Absperrorgan, das mit Hilfe dieses Bypasses umgangen wird, einen durchströmbaren Bypass-Querschnitt und einen BypassKanal auf, der in der Schließstellung des Absperrorgans vom Bypassquerschnitt bis zur Sensoreinrichtung verläuft. Das heißt, dass der Bypassquerschnitt an demjenigen Absperrorgan vorgesehen ist, welches umgangen wird. Dies erlaubt eine vereinfachte Realisierung des Bypasses in der Schließstellung des Absperrorgans.
Erfindungsgemäß ist der Bypassquerschnitt zumindest teilweise durch einen in der Schließstellung zwischen dem Absperrorgan und dem zugehörigen Kanal vorgesehenen Spalt gebildet. Das heißt, dass zwischen dem Absperrorgan und dem zugehörigen Kanal ein solcher, gesondert zum Ausbilden des Bypasses gebildeter Spalt vorgesehen ist, der in der Schließstellung des Absperrorgans Bestandteil des Bypasses ist. Insbesondere weist der Spalt in der Schließstellung des Absperrorgans vorgegebene Maße, insbesondere einen vorgegebenen Querschnitt, auf. Es wird also in der Schließstellung des Absperrorgans zwischen dem Absperrorgan und dem Kanal eine vordefinierte Leckage erzeugt, wobei diese Leckage Bestandteil des Bypassquerschnitts ist, diesen insbesondere bildet, und dazu eingesetzt wird, der Sensoreinrichtung auch in der Schließstellung des Bypasses Luft aus dem zugehörigen Kanal zuzuführen.
Alternativ oder zusätzlich ist es vorstellbar, den Bypassquerschnitt zumindest teilweise durch eine Aussparung am Absperrorgan auszubilden.
Vorstellbar ist es, die Aussparung am Absperrorgan zumindest teilweise in der Dichtung anzuordnen bzw. auszubilden. Zu denken ist hierbei an Ausgestaltungen, bei denen in der Dichtung eine eigens für den Bypass vorgesehene solche Aussparung, beispielsweise als ein Freischnitt, vorgesehen ist.
Alternativ oder zusätzlich ist es vorstellbar, dass besagte Aussparung zumindest teilweise im Grundkörper des Absperrorgans angeordnet bzw. ausgebildet ist. Denkbar sind hierbei Varianten, bei denen im Grundkörper ein Durchbruch, insbesondere ein Loch, vorgesehen ist, welcher besagte Aussparung zumindest teilweise bildet.
Vorstellbar sind auch Ausführungsformen, bei denen die Aussparung zumindest teilweise im Grundkörper, insbesondere als randseitiger Durchbruch, und teilweise in der Dichtung, insbesondere als ein solcher Freischnitt, unmittelbar am Teil der Aussparung im Grundkörper angrenzend, angeordnet ist. Das heißt, dass die Aussparung einen in der Schließstellung des Absperrorgans durchströmbaren zusammenhängenden Querschnitt aufweist, der teilweise im Grundkörper und teilweise in der Dichtung angeordnet, insbesondere ausgebildet, ist.
Alternativ ist es vorstellbar zumindest einen solchen Bypass vom zugehörigen Absperrorgan gänzlich separat auszubilden. Hierbei zweigt der Bypass stromauf des Absperrorgans vom zugehörigen Kanal ab und mündet in die Sensoreinrichtung.
Die Sensoreinrichtung kann prinzipiell beliebig ausgestaltet sein, sofern sie im Betrieb zumindest eine Eigenschaft der Luft erfasst bzw. bestimmt.
Die mit der Sensoreinrichtung erfasste Eigenschaft der Luft ist vorzugsweise eine solche Eigenschaft, welche die Güte der Luft wiedergibt oder mit der Güte korreliert. Hierbei kann es sich insbesondere um die Anzahl und/oder Dichte von Partikeln in der Luft handeln. Insbesondere kann die mit Hilfe der Sensoreinrichtung untersuchte Eigenschaft die Feinpartikeldichte in der Luft sein. Dabei weist Luft mit einer geringeren Feinpartikeldichte eine höhere Güte auf, als Luft mit einer höheren Feinpartikeldichte. Auch kann die zumindest eine Eigenschaft die Konzentration von Stickoxiden und/oder Kohlenstoffoxiden und/oder Sauerstoff und dergleichen in der Luft sein.
Vorstellbar ist es, zumindest einen solchen Untersuchungskanal mit einem Wechselwirkungsabschnitt zu versehen, in dem das Erfassen der zumindest einen Eigenschaft der Luft erfolgt.
Die Sensoreinrichtung verwendet bevorzugt elektromagnetische Wellen zum Erfassen der zumindest einen Eigenschaft der Luft. Dies erlaubt ein einfaches und präzises Bestimmen der zumindest einen Eigenschaft der Luft. Hierzu weist die Sensoreinrichtung vorzugsweise eine Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen der elektromagnetischen Wellen, auf, welche den zumindest einen Untersuchungskanal zum Erfassen der wenigstens einen Eigenschaft durchqueren, insbesondere durchdringen, und dabei im Wechselwirkungsabschnitt mit durch den Untersuchungskanal strömender Luft wechselwirken. Die Erzeugungseinrichtung kann prinzipiell elektromagnetische Wellen beliebiger Art, das heißt insbesondere beliebiger Wellenlänge und/oder Dauer, erzeugen. Insbesondere kann die Erzeugungseinrichtung gepulste elektromagnetische Wellen erzeugen und emittieren. Zudem kann die Erzeugungseinrichtung insbesondere monochromatische elektromagnetische Wellen erzeugen und emittieren.
Die Sensoreinrichtung weist ferner wenigstens einen Detektor auf, der die elektromagnetischen Wellen nach dem Durchqueren des Untersuchungskanals und der Wechselwirkung mit der Luft detektieren, um die zumindest eine Eigenschaft der Luft zu bestimmen.
Bevorzugte Ausführungsformen sehen eine Erzeugungseinrichtung vor, die elektromagnetische Wellen im optischen Bereich erzeugt. Die Erzeugungseinrichtung ist also bevorzugt als eine optische Erzeugungseinrichtung ausgebildet. Die Erzeugungseinrichtung weist dabei vorzugsweise einen Laser auf oder ist als ein solcher Laser ausgebildet. Hierdurch lässt sich die Erzeugungseinrichtung vereinfacht umsetzen und/oder in die Klimaanlage integrieren. Die Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen bzw. des Lichts ist beispielsweise im Bereich der Größenordnung der, insbesondere kleinsten, zu erfassenden Partikel in der Luft und beträgt insbesondere zwischen 10 und 10000 Nanometern.
Die Sensoreinrichtung weist ferner wenigstens einen Detektor auf, der die elektromagnetischen Wellen nach dem Durchqueren des Untersuchungskanals und der Wechselwirkung mit der Luft detektieren, um die zumindest eine Eigenschaft der Luft zu bestimmen.
Zur Verbesserung der Genauigkeit der erfassten Eigenschaft der Luft ist der Wechselwirkungsabschnitt bevorzugt derart ausgestaltet ist, dass darin die Wechselwirkung der elektromagnetischen Wellen mit dem Untersuchungskanal vermieden oder zumindest reduziert ist. Vorstellbar ist es, hierzu den Untersuchungskanal im Wechselwirkungsabschnitt aus einem entsprechend transparenten Material, beispielsweise Glas, Kunststoff und dgl., herzustellen.
Bevorzugt ist der Wechselwirkungsabschnitt als eine Unterbrechung des Untersuchungskanals ausgebildet. Das heißt, dass die umgelenkten elektromagnetischen Wellen beim Hindurchtreten durch den Wechselwirkungsabschnitt mit dem Untersuchungskanal, insbesondere mit einer einen Strömungspfad durch den Untersuchungskanal begrenzenden Kanalhülle nicht wechselwirken, in der die Unterbrechung ausgebildet ist. Dies führt zu einer präziseren Erfassung der zumindest einen Eigenschaft der durch den Untersuchungskanal strömenden Luft.
Die Unterbrechung kann dabei umlaufend geschlossen ausgestaltet sein, so dass der Untersuchungskanal im Wechselwirkungsabschnitt gänzlich unterbrochen ist. Denkbar ist es auch, die Untersuchung als einen Durchbruch des Untersuchungskanals auszubilden, durch den die umgelenkten elektromagnetischen Wellen eingangs- und ausgangsseitig hindurchtreten.
Bevorzugt ist die Klimatisierungsanlage, insbesondere die Sensoreinrichtung, derart ausgestaltet, dass die Unterbrechung des Untersuchungskanals zum Ausbilden des Wechselwirkungsabschnitts kein oder zumindest ein reduziertes Ausströmen der durch den Untersuchungskanal strömenden Luft aus dem Untersuchungskanal bzw. dem Wechselwirkungsabschnitt zur Folge hat. Die Verhinderung oder Reduzierung des Ausströmens der durch den Untersuchungskanal strömenden Luft aus dem Untersuchungskanal bzw. dem Wechselwirkungsabschnitt verhindert oder reduziert dabei insbesondere Verschmutzungen der Sensoreinrichtung, insbesondere des jeweiligen Detektors und/oder der Erzeugungseinrichtung, durch die durch den Untersuchungskanal strömende Luft.
Hierzu weist der Untersuchungskanal vorteilhaft eine in Strömungsrichtung durch den Untersuchungskanal hin zur Unterbrechung gerichtete Düse, nachfolgend auch Kanaldüse genannt, auf, welche die durch den Untersuchungskanal strömende Luft im Bereich des Wechselwirkungsabschnitts derart führt und/oder bündelt, dass die Luft nach dem Durchströmen des Wechselwirkungsabschnitts wieder durch den Untersuchungskanal strömt und/oder möglichst wenig Luft den Untersuchungskanal verlässt.
Alternativ oder zusätzlich kann der Wechselwirkungsabschnitt derart von einem Strömungspfad einer Hüllluft umgeben sein, dass das Ausströmen der durch den Wechselwirkungsabschnitt strömenden Luft aus dem Untersuchungskanal bzw. dem Wechselwirkungsabschnitt zumindest reduziert ist. Hierzu kann die Strömung der Hüllluft durch besagten Strömungspfad, nachfolgend auch Hüllluftströmungspfad genannt, im Vergleich zur Strömung der Luft deren Eigenschaft zu bestimmen ist und der durch den Untersuchungskanal strömt, mit einem erhöhten Druck und/oder einer erhöhten Geschwindigkeit erfolgen.
Bevorzugt hat die Hüllluft keine oder zumindest verringerte Wechselwirkungen mit den umgelenkten elektromagnetischen Wellen zur Folge, welche durch den Wechselwirkungsabschnitt hindurchtreten, die das Erfassen der zumindest einen Eigenschaft der durch den Untersuchungskanal strömenden Luft beeinflussen. Hierzu ist die Hüllluft von der durch den Untersuchungskanal strömenden Luft unterschiedlich, insbesondere Frischluft bzw. gereinigte Luft.
Der Hüllluftströmungspfad kann durch einen den Untersuchungskanal, insbesondere im Bereich des Wechselwirkungsabschnitts umgebenen Hüllluftkanal realisiert sein, wobei der Hüllluftkanal im den Wechselwirkungsabschnitt umgebenden Bereich eine Unterbrechung derart aufweisen kann, dass ein Hindurchtreten der umgelenkten elektromagnetischen Wellen ohne Wechselwirkung mit dem Hüllluftkanal erfolgt.
Vorstellbar ist es, den Hülluftströmungspfad bzw. den Hüllluftkanal und den Untersuchungskanal in der Sensoreinrichtung stromab des Wechselwirkungsabschnitts gemeinsam zu führen. Das heiß insbesondere, dass durch den Untersuchungskanal strömende Luft und Hüllluft stromab des Wechselwirkungsabschnitts vermischt und in einem gemeinsamen Kanal, der dem Untersuchungskanal und dem Hüllluftkanal entspricht, geführt werden. Dies vereinfacht den Aufbau der Sensoreinrichtung. Darüber hinaus kann somit das Verhindern des Austretens von durch den Untersuchungskanal strömender Luft aus dem Wechselwirkungsabschnitt in das Sensorgehäuse effektiver erfolgen.
Der Detektor, welcher die umgelenkten elektromagnetischen Wellen nach dem Wechselwirken mit der Luft detektiert, kann prinzipiell beliebig angeordnet sein. Insbesondere ist es vorstellbar, den Detektor innerhalb des Wechselwirkungsabschnitts derart anzuordnen, dass die umgelenkten elektromagnetischen Wellen nach der Wechselwirkung mit der Luft innerhalb des Wechselwirkungsabschnitts detektiert werden.
Der Detektor ist vorteilhaft dem Wechselwirkungsabschnitt benachbart angeordnet. Hierdurch wird insbesondere vermieden, dass der Detektor mit der durch den Untersuchungskanal strömenden Luft wechselwirkt, insbesondere durch besagte Luft verschmutzt wird.
Bevorzugt ist es, wenn der Detektor außerhalb des Wechselwirkungsabschnitts angeordnet ist. Insbesondere ist der Detektor auf der von einer Eintrittsseite des Wechselwirkungsabschnitts abgewandten Seite des Wechselwirkungsabschnitts angeordnet, wobei die Eintrittsseite diejenige Seite des Wechselwirkungsabschnitts ist, durch welche die umgelenkten elektromagnetischen Wellen zunächst in den Wechselwirkungsabschnitt treten.
Sind zwei oder mehr solche Wechselwirkungsabschnitte vorgesehen, ist es vorstellbar, diese relativ zueinander derart zu positionieren, dass mit demselben Detektor die umgelenkten und durch die Wechselwirkungsabschnitte hindurchgetretenen elektromagnetischen Wellen erfasst werden können.
Bevorzugt ist aber dem jeweiligen Wechselwirkungsabschnitt jeweils ein solcher zugehöriger Detektor zugewiesen. Dies erlaubt eine präzisere Erfassung der zumindest einen Eigenschaft der durch den jeweiligen Untersuchungskanal strömenden Luft. Zudem kann die Eigenschaften der durch den jeweiligen Untersuchungskanal strömenden Luft unabhängig voneinander und/oder gleichzeitig erfasst werden.
Die Klimaanlage weist zweckmäßig eine Steuereinrichtung auf, welche mit den Absperrorganen und der Sensoreinrichtung kommunizierend verbunden ist, derart, dass sie diese steuern und abfragen kann. Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie die Klimaanlage abhängig von der zumindest einen mit Hilfe der Sensoreinrichtung erfassten Eigenschaft der Luft betreibt. Vorteilhaft betreibt die Steuereinrichtung die Klimaanlage im Umluftbetrieb, wenn die Güte der Außenluft einen vorgegebenen Wert unterschreitet und/oder schlechter ist als die Güte der Innenluft. Zudem betreibt die Steuereinrichtung die Klimaanlage bevorzugt im Außenluftbetrieb, wenn die Güte der Außenluft oberhalb eines vorgegebenen Werts liegt und/oder wenn die Außenluft eine bessere Güte aufweist als die Innenluft.
Selbstverständlich ist die Steuereinrichtung derart ausgestaltet, dass sie die Klimaanlage in einem Mischbetrieb betreiben kann, in dem dem Fahrzeuginnenraum teilweise Außenluft zugeführt und teilweise Innenluft rezirkuliert wird.
Es versteht sich, dass neben der Klimaanlage auch ein Fahrzeug mit einem Fahrzeuginnenraum und einer solchen Klimaanlage zum Klimatisieren des Fahrzeuginnenraums zum Umfang dieser Erfindung gehört.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,

1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Klimaanlage,
2 eine vergrößerte Darstellung des mit II bezeichneten Bereichs in 1,
3 einen Längsschnitt durch einen Kanal mit einem Absperrorgan bei einer nicht erfindungsgemäßen Variante,
4 eine Frontansicht auf das Absperrorgan,
5 die Ansicht aus 3 bei einem anderen Ausführungsbeispiel einer nicht erfindungsgemäßen Variante,
6 eine Frontansicht des Absperrorgans aus 5,
7 die Ansicht aus 6 bei einem anderen Ausführungsbeispiel einer nicht erfindungsgemäßen Variante,
8 die Ansicht aus 5 bei einem weiteren Ausführungsbeispiel,
9 einen Querschnitt durch den Kanal in 7 im Bereich des Absperrorgans,
10 einen Längsschnitt durch eine Sensoreinrichtung der Klimaanlage bei einem anderen Ausführungsbeispiel.

Eine Klimaanlage 3, wie sie beispielsweise in den 1 und 2 zu sehen ist, ist insbesondere Bestandteil eines Fahrzeugs 1, welches einen Fahrzeuginnenraum 2 für nicht gezeigte Insassen aufweist. Die Klimaanlage 3 führt dem Fahrzeuginnenraum 2 zum Klimatisieren des Fahrzeugsinnenraums 2 Luft zu und weist ein im Betrieb von Luft durchströmtes Kanalsystem 35 auf. Die Klimaanlage 3 weist zumindest einen im Kanalsystem 35 angeordneten Wärmetauscher 4 zum Klimatisieren der Luft auf, wobei der zumindest eine Wärmetauscher 4 das Temperieren der Luft und/oder die Änderung der Feuchtigkeit in der Luft erlaubt. Die Klimaanlage 3 weist darüber hinaus im Kanalsystem 35 eine Filtereinrichtung 6, nachfolgende auch Anlagen-Filtereinrichtung 6 genannt, zum Filtern der dem Innenraum 2 zuzuführenden Luft sowie eine Fördereinrichtung 7, nachfolgend auch Anlagen-Fördereinrichtung 7 genannt, zum Fördern von Luft durch die Klimaanlage 3 auf. In den gezeigten Beispielen ist der Wärmetauscher 4 stromab der Fördereinrichtung 7 und die Filtereinrichtung 6 stromauf der Fördereinrichtung 7 angeordnet. Das Kanalsystem 35 weist einen Außenluftkanal 36 auf, mit dem Außenluft, das heißt Luft aus einer Umgebung 5 der Klimaanlage 3 bzw. des Fahrzeugs 1, in die Klimaanlage 3 gelangt. In den gezeigten Beispielen erstreckt sich der Außenluftkanal 36 von einem mit der Umgebung 5 verbunden Anlagen-Einlass 37 bis zu einem Anlagen-Auslass 54, der fluidisch mit dem Fahrzeuginnenraum 2 verbunden ist, insbesondere am Fahrzeuginnenraum 2 angeschlossen ist und über den Luft in den Fahrzeuginnenraum 2 ausgelassen wird. Im Außenluftkanal 36, der nachfolgend auch als Hauptkanal 34 bezeichnet wird, sind die Filtereinrichtung 6, die Fördereinrichtung 7 und der zumindest eine Wärmetauscher 4 angeordnet. Das Kanalsystem 35 weist zudem einen Umluftkanal 8 auf, der dem Rezirkulieren von Luft aus dem Fahrzeuginnenraum 2 bzw. Innenluft dient. Der Umluftkanal 8 ist fluidisch mit dem Fahrzeuginnenraum 2 und dem Anlagen-Auslass 54 verbunden, wobei der Umluftkanal 8 in den gezeigten Beispielen vom Fahrzeuginnenraum 2 abzweigt und an einer Umluft-Mündungsstelle 38 stromauf der Filtereinrichtung 6 und stromab des Anlageneinlasses 37 in den Hauptkanal 34 mündet.
Die Klimaanlage 3 weist zudem eine Sensoreinrichtung 9 auf, die zumindest eine Eigenschaft von Luft erfasst. Die zumindest eine mit der Sensoreinrichtung 9 erfasste Eigenschaft der Luft ist vorzugsweise eine der Güte entsprechende oder damit zumindest korrelierende Eigenschaft. Insbesondere kann die zumindest eine Eigenschaft eine Partikelkonzentration, insbesondere Feinstaubpartikelkonzentration, die Konzentration von Stickoxiden und/oder Kohlenstoffoxiden und/oder Sauerstoff und dergleichen sein. Die Sensoreinrichtung 9 ist also insbesondere ein Feinstaubpartikelsensor 10 zum Erfassen des Feinstaubpartikelgehalts in Luft oder weist vorzugsweise einen solchen Feinstaubpartikelsensor 10 auf. Die Sensoreinrichtung 9 weist zumindest einen von Luft durchströmbaren Untersuchungskanal 11 sowie eine Erzeugungseinrichtung 12 auf. Mit der Erzeugungseinrichtung 12 werden elektromagnetische Wellen 13, insbesondere monochromatische elektromagnetische Wellen 13, beispielsweise monochromatisches Licht, erzeugt, die den Untersuchungskanal 11 in einem Wechselwirkungsabschnitt 79 durchqueren, insbesondere durchdringen. Somit kommt es im Wechselwirkungsabschnitt 79 des Untersuchungskanals 11 zu einer Interaktion bzw. Wechselwirkung der elektromagnetischen Wellen 13 mit der durch den Untersuchungskanal 11 strömenden Luft, die nachfolgend auch zu untersuchenden Luft genannt wird, wobei die Wechselwirkung das Erfassen zumindest einer Eigenschaft der zu untersuchenden Luft ermöglicht. Hierzu weist die Sensoreinrichtung 9 einen Detektor 15 auf, der die elektromagnetischen Wellen 13 nach dem Passieren des Untersuchungskanals 11 und der Wechselwirkung mit der Luft detektiert. Bei der als Feinstaubpartikelsensor 10 ausgebildeten bzw. einen solchen aufweisenden Sensoreinrichtung 9 kann somit die Konzentration von Feinstaub in der zu untersuchenden Luft erfasst bzw. bestimmt werden. Die Erzeugungseinrichtung 12 weist hierbei eine Quelle 16 zum Erzeugen der elektromagnetischen Wellen 13 und eine Steuerung 17 zum Steuern der Quelle 16 auf. Die Quelle 16 ist im gezeigten Beispiel als ein Laser 18 ausgebildet, der mit der Steuerung 17 gesteuert wird.
Zum Temperieren der Erzeugungseinrichtung 12, insbesondere der Quelle 16 und/oder der Steuerung 17, ist ein Temperierkanal 24 vorgesehen, der dem Sensortemperier-Raum 19 klimatisierte Luft zuführt und somit die Erzeugungseinrichtung 12 zwecks Temperierens der Erzeugungseinrichtung 12 mit klimatisierter Luft beaufschlagt. Die klimatisierte Luft kann dabei vom Fahrzeuginnenraum 2 des Fahrzeugs 1 stammen. Hierzu führt ein solcher Temperierkanal 24', nachfolgend auch erster Temperierkanal 24' genannt, Luft aus dem Fahrzeuginnenraum 2 zum Sensortemperier-Raum 19. Somit kommt es zu einem Wärmeaustausch zwischen der Erzeugungseinrichtung 12 und der dem Sensortemperier-Raum 19 zugeführten, klimatisierten Luft, so dass es zu einem Temperieren der Erzeugungseinrichtung 12 kommt. Alternativ oder zusätzlich kann dem Sensortemperier-Raum 19 aus dem Hauptkanal 34 stromab des zumindest einen Wärmetauschers 4 und stromauf des Fahrzeuginnenraums 2 stammende, klimatisierte Luft zugeführt und die Erzeugungseinrichtung 12 somit beaufschlagt werden. Hierzu ist ein solcher Temperierkanal 24" vorgesehen, der nachfolgend als zweiter Temperierkanal 24" bezeichnet wird. Der zweite Temperierkanal 24" zweigt stromab des zumindest einen Wärmetauschers 4 und stromauf des Fahrzeuginnenraums 2, insbesondere von einem nicht gezeigten Mischraum der Klimaanlage 3, vom Hauptkanal 34 ab und mündet in den Sensortemperier-Raum 19. Alternativ oder zusätzlich ist es vorstellbar, mit Hilfe eines solchen Temperierkanals 24"', auch dritter Temperierkanal 24"' genannt, Luft stromauf des zumindest einen Wärmetauschers 4 und stromauf der Anlagen-Filtereinrichtung 6 vom Hauptkanal 34 bzw. Außenluftkanal 36 abzuzweigen und dem Sensortemperier-Raum 19 somit Außenluft zuzuführen, um die Erzeugungseinrichtung 12 zu temperieren, wobei in diesem Fall die Außenluft zuvor gereinigt bzw. gefiltert wird. Die dem Sensortemperier-Raum 19 zwecks Temperierens der Erzeugungseinrichtung 12 zugeführte klimatisierte Luft strömt durch den Sensortemperier-Raum 19 und gelangt über einen Sensorauslass 47 und einen Sensortemperier-Auslasskanal 28 aus dem Sensortemperier-Sensortemperier-Raum 19.
Bevorzugt ist es, wenn die dem Sensortemperier-Raum 19 zugeführte, dem Temperieren der Erzeugungseinrichtung 12 dienende Luft vor dem Beaufschlagen der Erzeugungseinrichtung 12 gereinigt bzw. gefiltert wird, insbesondere um eine Verschmutzung der Quelle 16 bzw. eines nicht gezeigten Wellen-Austrittsbereichs der Quelle 16, zu vermeiden oder zu reduzieren. Hierzu kann die Anlagen-Filtereinrichtung 6 zum Einsatz kommen. Vorstellbar ist es auch, insbesondere im zweiten Temperierkanal 24" und/oder im dritten Temperierkanal 24'" eine von der Anlagen-Filtereinrichtung 6 separate Filtereinrichtung 26, nachfolgend auch Sensortemperier-Filtereinrichtung 26 genannt, vorzusehen, um die Luft vor dem Eintritt in den Sensor-Temperierraum 19 zu filtern. Die jeweilige Sensortemperier-Filtereinrichtung 26 kann einen Feinstaubpartikelfilter 27 aufweisen oder als ein solcher ausgestaltet sein. In den gezeigten Beispielen ist lediglich im dritten Temperierkanal 24"' eine solche Sensortemperier-Filtereinrichtung 26 vorgesehen, wobei es auch vorstellbar ist, eine solche Sensortemperier-Filtereinrichtung 26 im ersten Temperierkanal 24' vorzusehen. Die Temperierkanäle 24 münden in den gezeigten Beispielen in eine Sensortemperier-Ventileinrichtung 29, insbesondere in ein Mehrwegeventil 29', deren bzw. dessen Auslass über einen Sensortemperier-Zuführkanal 30 fluidisch mit dem Sensortemperier-Raum 19 verbunden ist. Mit der Sensortemperier-Ventileinrichtung 29 ist es möglich, wahlweise Luft aus dem jeweiligen Temperierkanal 24' dem Sensortemperier-Raum 19 zuzuführen und die Erzeugungseinrichtung 12 somit zwecks Temperierens mit Luft zu beaufschlagen. Selbstverständlich ist es auch möglich, aus zumindest zwei der Temperierkanäle 24 stammende Luft zu mischen und dem Sensortemperier-Raum 19 zuzuführen. Dabei kann eine solche Sensortemperier-Filtereinrichtung 26 im Sensortemperier-Zuführkanal 30 angeordnet sein (nicht gezeigt) um auf jeweils separate solche Sensortemperier-Filtereinrichtung 26 im Temperierkanal 24 zu verzichten.
In den in den 1 und 2 gezeigten Beispielen weist die Sensoreinrichtung 9 zwei solche, zueinander beabstandete Untersuchungskanäle 11 auf, wobei die Erzeugungseinrichtung 12 zwischen den im Wesentlichen parallel verlaufenden Untersuchungskanälen 11 angeordnet ist. Die Erzeugungseinrichtung 12, insbesondere der Laser 18, ist derart angeordnet, dass sie die erzeugten elektromagnetischen Wellen 13 zwischen und entlang den Untersuchungskanälen 11 emittiert. Die Sensoreinrichtung 9 weist eine Umlenkeinrichtung 97 auf, welche die von der Erzeugungseinrichtung 12 emittierten elektromagnetischen Wellen 13 dem Wechselwirkungsabschnitt 79 zumindest eines der Untersuchungskanäle 11 zuführt, derart, dass die umgelenkten elektromagnetischen Wellen 13 den Wechselwirkungsabschnitt 79 durchtreten bzw. passieren und dabei mit durch den Untersuchungskanal 11 strömender Luft wechselwirken. Nach der Wechselwirkung mit der Luft werden die umgelenkten elektromagnetischen Wellen 13 von einem zugehörigen Detektor 15 detektiert, um zumindest eine Eigenschaft der Luft, mit der die elektromagnetischen Wellen 13 zuvor wechselwirkten, zu erfassen. Die Umlenkeinrichtung 97 ist derart ausgestaltet, dass sie die von der Erzeugungseinrichtung 12 emittierten elektromagnetischen Wellen 13 zum Wechselwirkungsabschnitt 79 des jeweiligen Untersuchungskanals 11 umlenkt. Das heißt, dass die Umlenkeinrichtung 97 die emittierten elektromagnetischen Wellen 13 sowohl in Richtung des Wechselwirkungsabschnitts 79 des einen Untersuchungskanals 11 als auch in Richtung des Wechselwirkungsabschnitts 79 des anderen Untersuchungskanals 11 umlenkt. Hierzu kann die Umlenkeinrichtung 97 einen elektromagnetische Wellen 13 führenden Leiter 104, insbesondere eine Glasfaser 105 (siehe 9), insbesondere eine Glasfaser, einen Spiegel, einen Strahlteiler oder Kombinationen daraus (jeweils nichtgezeigt) aufweisen. Dabei ist dem jeweiligen Untersuchungskanal 11 ein solcher Detektor 15 zugeordnet, so dass mit Hilfe derselben Erzeugungseinrichtung 12 zumindest eine Eigenschaft von durch den einen Untersuchungskanal 11, und unabhängig davon, von durch den anderen Untersuchungskanal 11 strömender Luft erfasst werden kann. Der dem jeweiligen Untersuchungskanal 11 bzw. Wechselwirkungsabschnitt 79 zugeordnete Detektor 15 ist dabei vorteilhaft auf der von der Eintrittsseite der elektromagnetischen Wellen 13 in den zugehörigen Wechselwirkungsabschnitt 79 abgewandten Seite des Wechselwirkungsabschnitts 79 und außerhalb des Wechselwirkungsabschnitts 79 angeordnet. Hierdurch wird das Detektieren von in Richtung des anderen Wechselwirkungsabschnitt 79 umgelenkten elektromagnetischen Wellen 13 verhindert oder zumindest reduziert und/oder ein unabhängigeres Erfassen der zumindest einen Eigenschaft der durch den jeweiligen Untersuchungskanal 11 strömenden Luft ermöglicht. Das Anordnen des jeweiligen Detektors 15 außerhalb des Wechselwirkungsabschnitts 79 hat zur Folge, dass Verschmutzungen des Detektors 15 durch die durch den jeweiligen Untersuchungskanal 11 strömende Luft verringert oder zumindest reduziert wird.
Die Anlagen-Fördereinrichtung 7 unterteilt das Kanalsystem 35 in einen stromaufseitigen Saugbereich 39 und einen stromabseitigen Druckbereich 40. Das heißt, dass die Fördereinrichtung 7 den stromauf der Fördereinrichtung 7 angeordneten Saugbereich 39 von dem stromab der Fördereinrichtung 7 angeordneten Druckbereich 40 trennt. Die Anlagen-Filtereinrichtung 6 unterteilt das Kanalsystem 35 zudem in einen stromaufseitigen Rohbereich 41 und einen stromabseitigen Reinbereich 42. Die Anlagen-Filtereinrichtung 6 weist ein Gehäuse 43, nachfolgend auch Filtergehäuse 43 genannt, auf, in dem ein Filtermaterial 44, das ein Feinstaubpartikelfilter 27 oder Bestandteil eines solchen sein kann, zum Filtern von Luft angeordnet ist. Dabei wird Luft beim Passieren des Filtermaterials 44 gereinigt, so dass die Trennung des Kanalsystems 35 in den Rohbereich 41 und den Reinbereich 42 mit Hilfe des Filtermaterials 44 erfolgt.
Die Sensoreinrichtung 9 weist ein Gehäuse 45, nachfolgend auch Sensorgehäuse 45 genannt, auf, in dem der zumindest eine Untersuchungskanal 11 angeordnet ist. In den gezeigten Beispielen sind zudem die Erzeugungseinrichtung 12 sowie die Detektoren 15 im Sensorgehäuse 45 angeordnet. Die Sensoreinrichtung 9 weist zudem zumindest einen Sensoreinlass 46 auf, durch den Luft in die Sensoreinrichtung 9, insbesondere in den zumindest einen Untersuchungskanal 11, eingelassen wird. Das Sensorgehäuse 45 ist am Filtergehäuse 43 angeordnet.
Dabei weisen die gezeigte Sensoreinrichtung 9 zwei solche Sensoreinlässe 46 auf, die jeweils fluidisch mit einem solchen Untersuchungskanal 11 verbunden sind. Zudem ist ein solcher Sensoreinlass 46 fluidisch mit dem Sensortemperier-Zuführkanal 30 verbunden, um Luft in den Sensortemperier-Raum 19 einzulassen. Die Sensoreinrichtung 9 weist zudem zumindest einen Sensorauslass 47 zum Auslassen von Luft aus der Sensoreinrichtung 9 auf, wobei in den gezeigten Beispielen ein solcher Sensorauslass 47 zum Auslassen von durch den zumindest einen Untersuchungskanal 11 strömender Luft und ein solcher Sensorauslass 47 zum Auslassen von Luft aus dem Sensortemperier-Raum 19, der fluidisch mit einem Sensortemperier-Auslasskanal 28 verbunden ist, vorgesehen sind. Die aus dem jeweiligen Sensorauslass 47 strömende Luft kann prinzipiell der Umgebung 5 zugeführt werden, wie dies beispielsweise für in den Sensortemperier-Auslasskanal 28 strömende Luft dargestellt ist. Die aus dem jeweiligen Sensorauslass 47 strömende Luft kann auch dem Kanalsystem 35 zugeführt werden, wie dies beispielsweise für den mit dem zumindest einen Untersuchungskanal 11 fluidisch verbundenen Sensorauslass 47 gezeigt ist. Hierzu ist ein Sensor-Rückführkanal 57 vorgesehen, der fluidisch mit diesem Sensorauslass 47 verbunden ist und über eine Sensor-Mündungsstelle 58 beispielsweise in den Hauptkanal 34 mündet, wobei die Sensor-Mündungsstelle 58 in den gezeigten Beispielen zwischen der Anlagen-Filtereinrichtung 6 und der Anlagen-Fördereinrichtung 7 angeordnet ist. Vorstellbar ist es auch, die Sensor-Mündungsstelle 58 stromauf der Anlagen-Filtereinrichtung 6 bzw. im Rohbereich 41 anzuordnen, um die rückgeführte Luft mit der Anlagen-Filtereinrichtung 6 zu filtern.
Die Klimaanlage 3 weist eine Absperreinrichtung 51 auf, die ein im Umluftkanal 8 vorgesehenes, insbesondere angeordnetes, Umluft-Absperrorgan 52 und ein im Außenluftkanal 36 bzw. Hauptkanal 34 vorgesehenes, insbesondere angeordnetes, Außenluft-Absperrorgan 53 aufweist. Dabei ist die Umluft-Mündungsstelle 38 stromab des Außenluft-Absperrorgans 53 angeordnet. Die Absperreinrichtung 51 ist zwischen einer Umluftstellung und einer Außenluftstellung verstellbar, wobei in der Umluftstellung das Außenluft-Absperrorgan 53 den Außenluftkanal 36 bzw. Hauptkanal 34 in einer Schließstellung 86 (siehe 3, 5, 7, 8) sperrt und das Umluft-Absperrorgan 52 den Umluftkanal 8 in einer Offenstellung 88 (siehe 3, 5, 7) freigibt, so dass keine Luft aus der Umgebung 5 und somit keine Außenluft in die Klimaanlage 3 gelangt, wogegen Luft aus dem Fahrzeuginnenraum 2 und somit Innenluft mit Hilfe der Fördereinrichtung 7 aus dem Fahrzeuginnenraum 2 angesaugt und über den Anlagen-Auslass 54 dem Fahrzeuginnenraum 2 zurückgeführt und somit rezirkuliert wird. Dabei passiert die aus dem Fahrzeuginnenraum 2 stammende Luft in der Klimaanlage 3 aufgrund der Anordnung der Umluft-Mündungsstelle 38 die Filtereinrichtung 6 sowie den zumindest einen Wärmetauscher 4. In der Außenluftstellung wird dagegen der Umluftkanal 8 mit Hilfe des Umluft-Absperrorgans 52 in der Schließstellung 86 (siehe 3, 5, 7, 8) gesperrt, während das Außenluft-Absperrorgan 53 in der Offenstellung 88 (siehe 3, 5, 7) den Außenluftkanal 36 freigibt. Somit wird eine Strömung von Luft durch den Umluftkanal 8 verhindert, wogegen Luft aus der Umgebung 5 und somit Außenluft in die Klimaanlage 3 gelangt. Die Anlagen-Fördereinrichtung 7 ist zwischen dem Umluft-Absperrorgan 52 und dem Außenluft-Absperrorgan 53 angeordnet. Somit ist es möglich, mit dieser Anlagen-Fördereinrichtung 7 in der Außenluftstellung Luft aus der Umgebung 5 und in der Umluftstellung Luft aus dem Fahrzeuginnenraum 2 zu fördern und dem Anlagen-Auslass 54 zuzuführen. Selbstverständlich ist es hierdurch auch möglich, in Zwischenstellungen sowohl Luft aus dem Fahrzeuginnenraum 2 als auch Luft aus der Umgebung 5 zu fördern und dem Anlagen-Auslass 54 zuzuführen.
Die Klimaanlage 3 weist zudem eine Steuereinrichtung 55, die auch Bestandteil des Fahrzeugs 1 sein kann, auf. Die Steuereinrichtung 55 ist über Kommunikationsverbindungen 56 mit der Sensoreinrichtung 9, der Absperreinrichtung 51 und somit mit den Absperrorganen 52, 53, mit der Anlagen-Fördereinrichtung 7 sowie mit der Sensortemperier-Ventileinrichtung 29 kommunizierend verbunden, derart, dass die Steuereinrichtung 55 diese jeweils Steuern und/oder Abfragen kann. Zudem kann die Steuereinrichtung 55 mit der Steuerung 17 der Erzeugungseinrichtung 12 kommunizierend verbunden sein, um diese abzufragen und oder zu steuern.
Die Steuereinrichtung 55 ist insbesondere derart ausgestaltet, dass sie die Klimaanlage 3 in einem Außenluftbetrieb betreibt, wenn die Güte der Außenluft einen vorgegebenen Wert überschreitet, insbesondere besser ist als die Güte der Luft aus dem Fahrzeuginnenraum 2, wogegen sie die Klimaanlage 3 in einem Umluftbetrieb betreibt, wenn die Güte der Außenluft unterhalb eines vorgegebenen Werts sinkt und/oder die Güte der Luft im Fahrzeuginnenraum 2 besser als die Güte der Außenluft ist. Hierzu verstellt die Steuereinrichtung 55 im Umluftbetrieb die Absperreinrichtung 51 in die Umluftstellung und im Außenluftbetrieb in die Außenluftstellung. Selbstverständlich sind auch Stellungen zwischen der Umluftstellung und der Außenluftstellung ebenso möglich, wie Betriebe der Klimaanlage 3 zwischen dem Umluftbetrieb und dem Außenluftbetrieb.
Am Außenluftkanal 36 und/oder am Umluftkanal 8 sind jeweils bzw. ist ein das zugehörige Absperrorgan 52, 53 umgehender Bypass 84, 85 vorgesehen, wobei der jeweilige Bypass 84, 85 fluidisch mit der Sensoreinrichtung 9, insbesondere einem solchen Sensoreinlass 46, verbunden ist, derart, dass durch den jeweiligen Bypass 84, 85 strömende Luft zur Sensoreinrichtung 9 und in einen solchen Untersuchungskanal 11 strömt, in dem die wenigstens eine Eigenschaft der Luft bestimmt wird. Im gezeigten Beispiel ist am jeweiligen Kanal 8, 36 ein solcher Bypass 84, 85 vorgesehen. Das heißt, dass am Außenluftkanal 36 ein das Außenluft-Absperrorgan 53 umgehender Bypass 84, nachfolgend auch Außenluft-Bypass 84 genannt, vorgesehen ist, der fluidisch mit der Sensoreinrichtung 9, im gezeigten Beispiel mit einem solchen zugehörigen Untersuchungskanal 11, verbunden ist und diesem Untersuchungskanal 11 somit Luft aus der Umgebung 5 bzw. Außenluft zuführt. Zudem ist am Umluftkanal 8 ein das Umluft-Absperrorgan 52 umgehender Bypass 85, nachfolgend auch Umluft-Bypass 85 genannt, vorgesehen, der fluidisch mit der Sensoreinrichtung 9, im gezeigten Beispiel mit einem solchen zugehörigen Untersuchungskanal 11 verbunden ist und diesem Untersuchungskanal 11 somit Luft aus dem Fahrzeuginnenraum 2 zuführt.
Der jeweilige Bypass 84, 85 erlaubt es, stromauf des zugehörigen Absperrorgans 52, 53 befindliche Luft auch dann zur Sensoreinrichtung 9 zu führen und deren zumindest eine Eigenschaft zu erfassen, wenn das zugehörige Absperrorgan 52 in der Schließstellung verstellt ist. Insbesondere erlaubt es der jeweilige Bypass 84, 85, einen kontinuierlichen Strom der Luft zur Sensoreinrichtung 9 zu führen. Zudem wird hierdurch vermieden, dass das Absperrorgan 52, 53 geöffnet werden muss, um der Sensoreinrichtung 9 Luft zum Erfassen der zumindest einen Eigenschaft zuzuführen. Ferner wird vermieden, dass nach dem Öffnen des zugehörigen Absperrorgans 52, 53 stromab des Absperrorgans 52 abgestandene Luft zur Sensoreinrichtung 9 gelangt und Eigenschaften erfasst werden, die nicht den aktuellen Eigenschaften der Innenluft im Fahrzeuginnenraum 2 bzw. der Außenluft aus der Umgebung 5 entsprechen. Im gezeigten Beispiel zweigt dabei der dritte Temperierkanal 24"' vom Außenluft-Bypass 84 ab, so dass Außenluft als Temperierluft der Sensoreinrichtung 9 auch dann zugeführt werden kann, wenn das Außenluft-Absperrorgan 53 in der Schließstellung verstellt ist. In den 1 und 2 ist auch erkennbar, dass der jeweilige Bypass 84, 85 stromab des zugehörigen Absperrorgans 52, 53 derart zum zugehörigen Kanal 8, 36 separiert ist, dass die Strömung von Luft durch den Bypass 84, 85 stromab des zugehörigen Absperrorgans 52, 53 von einer Strömung von Luft durch den zugehörigen Kanal 8, 36 getrennt ist. Das heißt, dass mit Hilfe des jeweiligen Bypasses 84, 85 abgezweigte, am zugehörigen Absperrorgan 52, 53 vorbeigeführte Luft anschließend nicht unmittelbar dem zugehörigen Kanal 8, 36 zugeführt wird.
In 3 ist ein Schnitt durch den Umluftkanal 8 im Bereich des Umluft-Absperrorgans 52 gezeigt, wobei es sich bei dem Schnitt genauso um einen solchen durch den Außenluftkanal 36 im Bereich des Außenluft-Absperrorgans 53 handeln kann. Im Kanal 8, 36 befindet sich das zugehörige Absperrorgan 52, 53, das in der Schließstellung 86 dargestellt ist. Das Absperrorgan 52, 53 wird, beispielsweise durch Schwenken um eine Schwenkachse 87, zwischen der Schließstellung 86 und der gestrichelt dargestellten Offenstellung 88 verstellt, in der das Absperrorgan 52, 53 den zugehörigen Kanal 8, 36 freigibt. Das Absperrorgan 52, 53 ist in 4 in einer Frontalansicht zu sehen, wobei zu erkennen ist, dass das Absperrorgan 52, 53 einen Grundkörper 89 und eine randseitig am Grundkörper 89 angebrachte Dichtung 90 aufweist, welche in der Schließstellung 86 gegen den Kanal 8, 36 dichtet (siehe 3). Dabei ist im gezeigten Beispiel der Grundkörper 89 rund und die Dichtung 90 ringförmig ausgebildet.
Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel zweigt der Bypass 84, 85 stromauf des Absperrorgans 52, 53 über eine Abzweigstelle 91, nachfolgend auch Bypass- Abzweigstelle 91 genannt, vom Kanal 8, 36 ab und ist über einen Bypasskanal 92 mit einem solchen zugehörigen Sensoreinlass 46 verbunden, wobei der Bypasskanal 92 insbesondere von der Bypass-Abzweigstelle 91 bis zum zugehörigen Sensoreinlass 46 verläuft.
Das in 5 und 6 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom in den 3 und 4 gezeigten Beispiel insbesondere dadurch, dass der Bypass 84, 85 an dem Absperrorgan 52, 53 einen durchströmbaren Bypassquerschnitt 93 sowie den Bypasskanal 92 aufweist, der in der Schließstellung 86 den Bypassquerschnitt 93 fluidisch mit der Sensoreinrichtung 9 verbindet, insbesondere von dem Bypassquerschnitt 93 bis zu einem solchen Sensoreinlass 46 verläuft. Wie in 5 zu erkennen ist, erstreckt sich der Bypasskanal 92 über die Bypass-Abzweigstelle 91 in den Kanal 8, 36 hinein, derart, dass der Bypasskanal 92 die Bypassströmung über den Bypassquerschnitt 93 in der Schließstellung 86 begrenzt. Das Absperrorgan 52, 53 entspricht im Wesentlichen dem Absperrorgan 52, 53 in 4 mit der Ausnahme, dass der durchströmbare Bypassquerschnitt 93 als ein Freischnitt 94 in der Dichtung 90 und eine am Freischnitt 94 angrenzende Aussparung 95, insbesondere ein Durchbruch 96, im Grundkörper 89 ausgebildet ist. Der Bypassquerschnitt 93 ist dabei komplementär zum in den Kanal 8, 6 einragenden Abschnitt des Bypasskanals 92 ausgebildet, derart, dass durch den Bypassquerschnitt 93 strömende Luft durch besagten Abschnitt in den Bypasskanal 92 strömt und zur Sensoreinrichtung 9 gelangt.
7 zeigt eine Alternative zum in 6 gezeigten Beispiel des Absperrorgans 52, 53, die sich von dem in 5 gezeigten Beispiel dadurch unterscheidet, dass der Bypassquerschnitt 93 die Aussparung 95 im Grundkörper 89, jedoch keinen Freischnitt 94 in der Dichtung 90 aufweist.
Das in den 8 und 9 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiel insbesondere dadurch, dass der Bypassquerschnitt 93 durch einen in der Schließstellung 86 zwischen dem Absperrorgan 52, 53 und dem Kanal 8, 36 vorgesehenen Spalt 116, insbesondere einer vorgegebenen Größe, gebildet ist. Zudem weisen der Kanal 8, 36 sowie das Absperrorgan 52, 53 jeweils komplementäre, rechteckige Querschnitte auf.
In 10 ist ein Schnitt durch die Sensoreinrichtung 9 bzw. der Klimaanlage 3 bei einem weiteren Ausführungsbeispiel zu sehen, wobei ein Längsschnitt durch einen solchen Untersuchungskanal 11 zu sehen ist. Außerdem sind lediglich die Umlenkeinrichtung 97, die einen dem Wechselwirkungsabschnitt 79 des gezeigten Untersuchungskanals 11 zugehörigen Leiter 104 aufweist, und der zugehörige Detektor 15 zu sehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Wechselwirkungsabschnitt 79 durch eine Unterbrechung 80 einer die Strömung der Luft im Untersuchungskanal 11 begrenzenden Kanalhülle 98 gebildet. Der Untersuchungskanal 11 ist von einem Hüllluftkanal 109 umgeben, welcher einen Hüllluftströmungspfad 110 von durch den Hüllluftkanal 109 strömender Hüllluft begrenzt. Die Hüllluft ist vorzugsweise von der durch den Untersuchungskanal 11 strömenden Luft unterschiedlich, insbesondere gereinigte, beispielsweise mittels der Anlagen-Filtereinrichtung 6 gefilterte, Luft. Der Hüllluftströmungspfad 110 umgibt dabei die Unterbrechung 80 des Untersuchungskanals 11, welche den Wechselwirkungsabschnitt 79 bildet, derart, dass der Hüllluftströmungspfad 110 die Strömung der durch den Untersuchungskanal 11 strömenden Luft durch den Wechselwirkungsabschnitt 79 außenseitig begrenzt. Mit anderen Worten, der Hüllluftströmungspfad 110 verhindert, dass durch den Untersuchungskanal 11 strömende Luft im Wechselwirkungsabschnitt 79 aus dem Untersuchungskanal 11 strömt und die Sensoreinrichtung 9, insbesondere die Erzeugungseinrichtung 12, den jeweiligen Detektor 15 und/oder die Umlenkeinrichtung 97 verschmutzt. Der Hüllluftkanal 109 weist vorzugsweise eine zur Unterbrechung 80 des Untersuchungskanals 11 und somit zum Wechselwirkungsabschnitt 79 fluchtende Unterbrechung 80 auf, wobei die Unterbrechungen 80 der Kanäle 11, 109 derart angeordnet sind, dass die zugehörigen umgelenkten elektromagnetischen Wellen 13 ohne Wechselwirkung mit der Kanalhülle 98 und dem Hüllluftkanal 109 durch diese hindurchtreten. Da die Hüllluft gereinigte bzw. gefilterte Luft ist, wird dabei die Wechselwirkung der umgelenkten elektromagnetischen Wellen 13 mit der Hüllluft verhindert oder zumindest reduziert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel verlaufen der Untersuchungskanal 11 und der Hüllluftkanal 109 stromab des Wechselwirkungsabschnitts 79 gemeinsam bzw. sind einheitlich. Das heißt, dass durch den Untersuchungskanal 11 strömende Luft und Hüllluft stromab des Wechselwirkungsabschnitts 79 vermischt und gemeinsam geführt werden. Insbesondere kann diese Mischung über den Sensorauslass 47 dem Kanalsystem 35 zurückgeführt werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Untersuchungskanal 11 eine in den Wechselwirkungsabschnitt 79 mündende Kanaldüse 111 auf. Die Kanaldüse 111 verjüngt sich also in Strömungsrichtung der durch den Untersuchungskanal 11 strömenden Luft hin zum Wechselwirkungsabschnitt 79. In der Folge wird ein Ausströmen der durch den Untersuchungskanal 11 strömenden Luft außerhalb des Wechselwirkungsabschnitts 79, insbesondere in das Sensorgehäuse 45, verhindert oder zumindest reduziert.

Claims

Klimaanlage (3) eines Fahrzeugs (1) zum Klimatisieren eines Fahrzeuginnenraums (2), mit - einem Anlagen-Auslass (54) zum Auslassen von Luft in den Fahrzeuginnenraum (2), - einem Außenluftkanal (36) zum Einlassen von Außenluft in die Klimaanlage (3), der fluidisch mit dem Anlagen-Auslass (54) verbunden ist, - einem im Außenluftkanal (36) vorgesehenen Außenluft-Absperrorgan (53), das in einer Schließstellung (86) eine Strömung von Außenluft durch den Außenluftkanal (36) sperrt, - einem Umluftkanal (8) zum Rezirkulieren einer Innenluft aus dem Fahrzeuginnenraum (2), der fluidisch mit dem Fahrzeuginnenraum (2) und dem Anlagen-Auslass (54) verbunden ist, - einem im Umluftkanal (8) vorgesehenen Umluft-Absperrorgan (52), das in einer Schließstellung (86) eine Strömung von Innenluft durch den Umluftkanal (8) sperrt, - einer Sensoreinrichtung (9) zum Erfassen einer Eigenschaft von Luft, dadurch gekennzeichnet, - dass an zumindest einem der Kanäle (8, 36) ein das zugehörige Absperrorgan (52, 53) umgehender Bypass (84, 85) vorgesehen ist, der fluidisch mit der Sensoreinrichtung (9) verbunden ist, - dass zumindest ein solcher Bypass (84, 85) an dem Absperrorgan (52, 53), das umgangen ist, einen durchströmbaren Bypassquerschnitt (93) und einen Bypasskanal (92) aufweist, der in der Schließstellung (86) des Absperrorgans (52, 53) vom Bypassquerschnitt (93) bis zur Sensoreinrichtung (9) verläuft, - dass der Bypassquerschnitt (93) zumindest teilweise durch einen in der Schließstellung (86) zwischen dem Absperrorgan (52, 53) und dem zugehörigen Kanal (8, 36) vorgesehenen Spalt (116) gebildet ist.
Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (84, 85) stromab des Absperrorgans (52, 53) derart zum Kanal (8, 36) separiert ist, dass eine Strömung von Luft durch den Bypass (84, 85) stromab des Absperrorgans (52, 53) von einer Strömung von Luft durch den Kanal (8, 36) getrennt ist.
Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein solcher Bypass (84) am Außenluftkanal (36) und ein solcher Bypass (85) am Umluftkanal (8) vorgesehen sind.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypassquerschnitt (93) zumindest teilweise durch eine Aussparung (95) am Absperrorgan (52 ,53) gebildet ist.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein solches Absperrorgan (52, 53) einen Grundkörper (89) und eine randseitig am Grundkörper (89) angebrachte Dichtung (90) aufweist, die in der Schließstellung (86) gegen den Kanal (8, 36) dichtet.
Klimaanlage nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (95) zumindest teilweise in der Dichtung (90), insbesondere als ein Freischnitt (94), angeordnet ist.
Klimaanlage nach Anspruch 4 und 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (95) zumindest teilweise im Grundkörper (89), insbesondere als ein durchströmbarer Durchbruch (96), angeordnet ist.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein solcher Bypass (84, 85) stromauf des Absperrorgans (52, 53), das er umgeht, vom Kanal (8, 36) abzweigt und in die Sensoreinrichtung (9) mündet.
Fahrzeug (1) mit einem Fahrzeuginnenraum (2) und mit einer Klimaanlage (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Klimatisieren des Fahrzeuginnenraums (2).