DE102017215462A1

DE102017215462A1 - Klimaanlage eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102017215462A1
Application number: DE102017215462.4A
Authority: DE
Inventors: Markus Michael; Walter Wolf
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2017-09-04
Filing date: 2017-09-04
Publication date: 2019-03-07
Anticipated expiration: 2037-09-05
Also published as: US20190100081A1; CN109421474A; CN109421474B; US10926611B2; DE102017215462B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage (3) eines Fahrzeugs (1) zum Klimatisieren eines Fahrzeuginnenraums (2), mit einer Anlagen-Filtereinrichtung (6) zum Filtern von Luft und einer Sensoreinrichtung (9) zum Erfassen zumindest einer Eigenschaft von Luft, wobei die Anlagen-Filtereinrichtung (6) ein Filtergehäuse (43) aufweist, in dem ein Filtermaterial (44) zum Filtern der Luft angeordnet ist, und wobei die Sensoreinrichtung (9) ein Sensorgehäuse (45) aufweist, in dem zumindest ein von Luft durchströmbarer Untersuchungskanal (11) angeordnet ist. Erfindungswesentlich ist hierbei, dass das Sensorgehäuse (45) am Filtergehäuse (43) angeordnet ist. Hierdurch lässt sich die Klimaanlage (3) bauraumsparend und vereinfacht herstellen.Die Erfindung betrifft zudem ein Fahrzeug (1) mit einer solchen Klimaanlage (3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage eines Fahrzeugs zum Klimatisieren eines Fahrzeuginnenraums. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Fahrzeug mit einer solchen Klimaanlage.
Eine gattungsgemäße Klimaanlage, auch Klimatisierungsanlage genannt, kommt zum Klimatisieren eines Fahrzeuginnenraums eines Fahrzeugs zum Einsatz. Hierzu beaufschlagt die Klimaanlage den Fahrzeuginnenraum mit Luft, welche mit Hilfe zumindest eines Wärmetauschers der Klimaanlage klimatisiert bzw. konditioniert sein kann. Gewöhnlich wird die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Luft aus der Umgebung des Fahrzeugs gefördert und durch eine Filtereinrichtung der Klimaanlage geführt, bevor die mit der Filtereinrichtung gereinigte Luft dem Fahrzeuginnenraum zugeführt wird. Die Güte bzw. Qualität der Luft aus der Umgebung des Fahrzeugs, auch Außenluft genannt, kann unterschiedlich sein und sich insbesondere während der Fahrt mit dem Fahrzeug ändern. Dementsprechend ist es je nach Güte der Außenluft wünschenswert, der Klimaanlage und somit letztlich dem Fahrzeuginnenraum mehr oder weniger Außenluft zuzuführen. Hierzu ist es zweckmäßig, eine Sensoreinrichtung vorzusehen, mit der zumindest eine Eigenschaft von Luft erfasst werden kann, um die Klimaanlage entsprechend zu betreiben.
Solche Sensoreinrichtungen erfordern dabei einen zusätzlichen Bauraum sowie zusätzliche fluidische Leitungen zum Zuführen von Luft, so dass die Klimaanlage insgesamt einen erhöhten Bauraumbedarf aufweist und/oder aufwändiger herzustellen 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 einen reduzierten Bauraumbedarf und/oder eine einfache sowie kostengünstige Montage 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, eine Sensoreinrichtung einer Klimaanlage zum Untersuchen von Luft möglichst nahe an einem Filtergehäuse einer Filtereinrichtung der Klimaanlage zum Filtern von einem Fahrzeuginnenraum zuzuführender Luft anzuordnen. Eine solche Anordnung der Sensoreinrichtung erlaubt das vereinfachte Abgreifen sowohl von durch die Filtereinrichtung gereinigter Luft als auch von Luft, die von der Filtereinrichtung nicht gereinigt wurde, so dass entsprechende fluidische Verbindungen verkleinert und/oder reduziert werden können. Darüber hinaus erlaubt das Anordnen der Sensoreinrichtung in der Nähe der Filtereinrichtung eine kompakte Bauweise der Klimaanlage, da die Sensoreinrichtung bauraumsparend in der Klimaanlage vorgesehen werden kann. Insgesamt ist die Klimaanlage somit bauraumsparender und kann vereinfacht montiert werden, wobei die vereinfachte Montage zusätzlich zur Kostenreduzierung der Klimaanlage beiträgt. Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist die Klimaanlage ein im Betrieb von Luft durchströmtes Kanalsystem auf, das einen Auslass zum Auslassen von Luft in den Fahrzeuginnenraum, nachfolgend auch Anlagen-Auslass genannt, aufweist. Das Kanalsystem weist ferner einen Außenluftkanal auf, der dem Einlassen von Außenluft, das heißt Luft aus der Umgebung, in das Kanalsystem dient. Im Kanalsystem ist zudem die Filtereinrichtung angeordnet, die nachfolgend auch als Anlagen-Filtereinrichtung bezeichnet wird. Die Filtereinrichtung dient dem Filtern von Luft und weist ein Filtermaterial zum Filtern der Luft auf, das im Filtergehäuse der Filtereinrichtung angeordnet ist. Das Filtermaterial kann dabei Bestandteil eines Filterelements sein. Zudem kann das Filtermaterial austauschbar im Filtergehäuse angeordnet sein. Das Filtermaterial und somit die Filtereinrichtung unterteilt somit das Kanalsystem in einen stromaufseitigen Rohbereich sowie einen stromabseitigen Reinbereich. Der Anlagen-Auslass ist zweckmäßig im Reinbereich angeordnet, so dass Luft nach dem Durchströmen der Filtereinrichtung in den Fahrzeuginnenraum gelangt. Die Sensoreinrichtung weist ein Sensorgehäuse auf, in dem zumindest ein von zu untersuchender Luft durchströmbarer Untersuchungskanal angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Sensorgehäuse am Filtergehäuse angeordnet ist, um besagte nahe Anordnung der Sensoreinrichtung an der Filtereinrichtung zu realisieren. Das Anordnen des Sensorgehäuses am Filtergehäuse bedeutet insbesondere, dass das Sensorgehäuse an das Filtergehäuse angrenzt.
Die Klimaanlage weist zweckmäßig eine Fördereinrichtung zum Fördern von Luft auf, welche im Kanalsystem angeordnet ist und einen stromaufseitigen Saugbereich von einem stromabseitigen Druckbereich trennt. Insbesondere herrscht im Betrieb der Fördereinrichtung im Saugbereich ein Unterdruck, wogegen im Druckbereich ein Überdruck herrscht.
Die Klimaanlage weist vorzugsweise zumindest einen Wärmetauscher auf, der im Betrieb von Luft durchströmt ist. Der zumindest eine Wärmetauscher ist im Kanalsystem stromauf des Anlagen-Auslasses angeordnet und erlaubt im Betrieb das Klimatisieren und somit die Änderung der Temperatur der Luft und/oder der Feuchtigkeit in der Luft.
Die Sensoreinrichtung weist zweckmäßig zumindest einen Einlass zum Einlass von Luft, nachfolgend auch Sensoreinlass genannt, sowie einen Auslass zum Auslassen von Luft aus der Sensoreinrichtung, nachfolgend auch Sensorauslass genannt, auf. Dabei ist wenigstens einer der Sensoreinlässe fluidisch mit einem solchen Untersuchungskanal verbunden oder, beispielsweise mittels eines Ventils und dergleichen, verbindbar, so dass Luft zum Erfassen der zumindest einen Eigenschaft, nachfolgend auch zu untersuchende Luft genannt, in die Sensoreinrichtung strömen kann.
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.
Bei bevorzugten Ausführungsformen sind das Filtergehäuse und das Sensorgehäuse unmittelbar aneinander angeordnet, liegen insbesondere unmittelbar aneinander an. Eine solche Anordnung führt zu einer besonders kompakten Bauweise der Klimaanlage. Zudem kann sowohl stromauf des Filtermaterials vom Filtermaterial noch nicht gereinigte Luft, nachfolgend auch Rohluft genannt, als auch stromab des Filtermaterials durch das Filtermaterial gereinigte Luft, nachfolgend auch Reinluft genannt, einfach und durch reduzierte fluidische Verbindungen entnommen und der Sensoreinrichtung zugeführt werden.
Vorstellbar ist es dabei, dass das Filtergehäuse und das Sensorgehäuse eine gemeinsame Wandung aufweisen. Dies führt zu einer weiteren Verbesserung der bauraumsparenden Bauweise der Klimaanlage und/oder zu einer Reduzierung und/oder Verkleinerung der zum Zuführen von Luft zur Sensoreinrichtung benötigten Bestandteile.
Vorteilhaft ist es, wenn im Rohbereich eine Roh-Abzweigstelle angeordnet ist, welche zum Einlassen von Rohluft, insbesondere von Außenluft, in die Sensoreinrichtung vorgesehen ist. Die Roh-Abzweigstelle ist dabei fluidisch mit einem solchen Sensoreinlass verbunden oder verbindbar.
Bevorzugt ist es, wenn die Roh-Abzweigstelle unmittelbar an der Filtereinrichtung vorgesehen ist. Somit lässt sich die Klimaanlage kompakter bauen und/oder lassen sich die fluidischen Verbindungen mit der Sensoreinrichtung kürzer und/oder bauraumsparender realisieren. Besonders bevorzugt ist es hierbei, wenn die Roh-Abzweigstelle am Filtergehäuse angeordnet, insbesondere im Filtergehäuse ausgebildet, ist. Die Roh-Abzweigstelle kann also eine Öffnung im Filtergehäuse sein.
Alternativ oder zusätzlich ist es vorstellbar, der Sensoreinrichtung unmittelbar Außenluft zuzuführen. Hierzu kann ein Sensor-Einlasskanal vorgesehen sein, der vom Außenluftkanal separat und mit der Umgebung verbunden ist. Vorstellbar ist es auch, dass der Sensor-Einlasskanal stromauf der Filtereinrichtung an einer von der Roh-Abzweigstelle separaten Stelle vom Außenluftkanal abzweigt.
Vorteilhaft ist eine Rein-Abzweigstelle zum Zuführen von Reinluft zur Sensoreinrichtung und somit zum Einlassen von Reinluft in die Sensoreinrichtung im Reinbereich angeordnet. Bevorzugt ist es dabei, wenn die Rein-Abzweigstelle unmittelbar an der Filtereinrichtung, insbesondere am Filtergehäuse, angeordnet bzw. ausgebildet ist. Die Rein-Abzweigstelle kann also eine Öffnung im Filtergehäuse sein. Somit lässt sich die Klimaanlage bauraumsparender und einfacher herstellen.
Es versteht sich, dass die Sensoreinrichtung mehrere solche Sensoreinlässe aufweisen kann, wobei ein solcher Sensoreinlass fluidisch mit der Rein-Abzweigstelle und ein anderer solcher Sensoreinlass fluidisch mit der Roh-Abzweigstelle verbunden ist. Auch kann ein anderer solcher Sensoreinlass fluidisch mit dem Sensor-Einlasskanal verbunden sein. Dabei kann dem jeweiligen Sensoreinlass ein solcher eigener Untersuchungskanal zugeordnet sein. Denkbar ist es auch, dass ein solcher Untersuchungskanal zwei solchen Sensoreinlässen zugeordnet ist, wobei der Untersuchungskanal, beispielsweise mit Hilfe eines Ventils und/einer Klappe, wahlweise mit dem jeweiligen Sensoreinlass verbunden wird.
Denkbar sind auch Ausführungsformen, bei denen die Sensoreinrichtung lediglich einen solchen Sensoreinlass aufweist, die wahlweise, beispielsweise mit Hilfe eines Ventils oder Klappe, fluidisch mit der Rein-Abzweigstelle und/oder der Roh-Abzweigstelle und/oder dem Sensor-Einlasskanal verbunden wird.
Ebenso kann die Sensoreinrichtung fluidisch mit dem Fahrzeuginnenraum verbunden werden, um der Sensoreinrichtung, insbesondere einem solchen Untersuchungskanal, Luft aus dem Fahrzeuginnenraum, nachfolgend auch Innenluft genannt, zuzuführen. Hierzu kann ein Sensor-Innenluftzuführkanal, der fluidisch mit dem Fahrzeuginnenraum verbunden ist, mit einem solchen Sensoreinlass verbunden oder verbindbar sein.
Bevorzugt ist es, wenn die Klimaanlage einen Umluftkanal aufweist, der dem Rezirkulieren von Luft aus dem Fahrzeuginnenraum dient. Der Umluftkanal ist fluidisch mit dem Fahrzeuginnenraum und dem Anlagen-Auslass verbunden, so dass Luft aus dem Fahrzeuginnenraum über den Umluftkanal zum Anlagen-Auslass wieder in den Fahrzeuginnenraum strömen kann. Hierdurch ist es möglich, die Klimaanlage in einem Umluftbetrieb derart zu betreiben, dass dem Fahrzeuginnenraum keine Außenluft zugeführt wird. Selbstverständlich ist es hierdurch auch möglich, die Klimaanlage in einem Mischbetrieb zu betreiben, in dem dem Fahrzeuginnenraum teilweise Luft aus der Umgebung und somit Außenluft und teilweise rezirkulierte Luft aus dem Fahrzeuginnenraum und somit Innenluft zugeführt wird. Dabei wird die Luft bevorzugt jeweils vor dem Strömen durch den Anlagen-Auslass durch die Anlagen-Filtereinrichtung geführt, um sie zu filtern.
Die Außenluft wird bevorzugt nach dem Durchströmen der Filtereinrichtung gereinigt und dem Fahrzeuginnenraum zugeführt. Dem Fahrzeuginnenraum wird also bevorzugt gereinigte Außenluft zugeführt, wobei nachfolgend der Einfachheit halber auch die gereinigte Außenluft als Außenluft bezeichnet wird, wobei klar ist, dass dem Fahrzeuginnenraum Außenluft nach dem Passieren der Filtereinrichtung und somit gereinigter Außenluft zugeführt wird.
Zum Umschalten zwischen dem Umluftbetrieb und dem Außenluftbetrieb weist die Klimaanlage vorzugsweise eine Absperreinrichtung auf, die ein im Außenluftkanal vorgesehenes Außenluft-Absperrorgan und ein im Umluftkanal vorgesehenes Umluft-Absperrorgan aufweist. Die Absperreinrichtung ist zwischen einer Umluftstellung und einer Außenluftstellung verstellbar, wobei in der Umluftstellung das Außenluft-Absperrorgan den Außenkanal sperrt und das Umluft-Absperrorgan den Umluftkanal freigibt, wogegen in der Außenluftstellung das Außenluft-Absperrorgan den Außenluftkanal freigibt und das Umluft-Absperrorgan den Umluftkanal sperrt. Selbstverständlich sind auch Mischstellungen vorstellbar, bei denen das Umluft-Absperrorgan und/oder das Außenluft-Absperrorgan den zugehörigen Kanal teilweise sperren bzw. freigeben.
Die Klimaanlage weist vorteilhaft eine Steuereinrichtung auf, welche die Absperreinrichtung im Betrieb entsprechend verstellt. Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise mit der Sensoreinrichtung kommunizierend verbunden, so dass die Steuereinrichtung die Absperreinrichtung abhängig von der erfassten Eigenschaft der Luft verstellt. Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie die Klimaanlage im Umluftbetrieb betreibt, wenn die Güte der aus der Umgebung stammenden, ungereinigten Außenluft einen vorgegebenen Wert unterschreitet, insbesondere schlechter ist als die Güte der Luft im Fahrzeuginnenraum bzw. der Innenluft. Im Umluftbetrieb befindet sich die Absperreinrichtung dabei in der Umluftstellung. Zudem betreibt die Steuereinrichtung die Klimaanlage in einem Außenluftbetrieb, wenn die aus der Umgebung stammende, ungereinigte Außenluft eine Güte aufweist, welche einen vorgegebenen Wert übersteigt und/oder wenn die Güte der Außenluft besser als die Güte der Luft aus dem Fahrzeuginnenraum ist. Als Güte der Luft aus dem Fahrzeuginnenraum oder ein Indiz dafür kann auch die Reinluft herangezogen werden, die der Sensoreinrichtung über die Rein-Abzweigstelle zugeführt wird.
In der Umluftstellung kann der Sensoreinrichtung Innenluft über die Roh-Abzweigstelle zugeführt werden, wenn der Umluftkanal stromauf der Roh-Abzweigstelle in das Kanalsystem mündet, wogegen in der Außenluftstellung der Sensoreinrichtung ungereinigte Außenluft zugeführt wird. Analog ist es möglich, über die Rein-Abzweigstelle und in der Außenluftstellung der Sensoreinrichtung gereinigte Außenluft und in der Umluftstellung gereinigte Innenluft zuzuführen. Über jeweils die gleiche Abzweigstelle kann der Sensoreinrichtung abhängig von der Stellung der Absperreinrichtung unterschiedliche Luft zugeführt werden. Dies vereinfacht den Aufbau und die Montage der Klimaanlage und lässt zudem Schlüsse über die Filterwirkung des Filtermaterials zu. Insbesondere kann somit ein benötigter Austausch des Filtermaterials festgestellt werden.
Vorteilhafte Varianten sehen vor, dass die Anlagen-Fördereinrichtung zwischen dem Umluft-Absperrorgan und dem Außenluft-Absperrorgan angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich mit derselben Fördereinrichtung in der Außenluftstellung Außenluft zu fördern und in der Umluftstellung Innenluft aus dem Fahrzeuginnenraum zu zirkulieren.
Vorstellbar ist es, im Saugbereich des Kanalsystems eine Mündungsstelle vorzusehen, welche fluidisch mit einem solchen Sensorauslass verbunden oder verbindbar ist. Hierdurch wird mit der Anlagen-Fördereinrichtung Luft aus der Sensoreinrichtung gesaugt. Hierbei kann es sich insbesondere um die durch den jeweiligen Untersuchungskanal strömende Luft handeln. Vorstellbar ist es auch, die Sensoreinrichtung somit zu spülen oder darin ein Unterdruck zu erzeugen.
Alternativ oder zusätzlich ist es vorstellbar, eine von der Anlagen-Fördereinrichtung separate Sensor-Fördereinrichtung, insbesondere eine Saugstrahlpumpe vorzusehen, welche einen Saugeinlass aufweist, der fluidisch mit einem solchen Sensorauslass verbunden ist, so dass die Saugstrahlpumpe im Betrieb Luft aus der Sensoreinrichtung saugt und somit durch die Sensoreinrichtung fördert.
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 stark vereinfachte, schaltplanartige Darstellung des Fahrzeugs bei einem anderen Ausführungsbeispiel,
3 eine vergrößerte Darstellung des mit III bezeichneten Bereichs in 2,
4 die Darstellung aus 3 bei einem anderen Ausführungsbeispiel,
5 die Darstellung aus 3 bei einem weiteren Ausführungsbeispiel,
6 die Darstellung aus 3 bei einem anderen Ausführungsbeispiel,
7 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 Filtereinrichtung 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 der 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. Das Kanalsystem 35 weist zumindest einen Zuführkanal 21, 22, 23 zum Zuführen von Luft zu dem zumindest einen Untersuchungskanal 11 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 vom Hauptkanal 34 bzw. dem zumindest einen zum Untersuchungskanal 11 führenden Zuführkanal 21, 22, 23 unterschiedlicher 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 Temeperierkanals 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 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 bis 4 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. Bei den in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Umlenkeinrichtung 97 dabei 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 6), 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. Dabei weisen die in den 1 bis 4 gezeigten Sensoreinrichtungen 9 jeweils 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.
Das Sensorgehäuse 45 ist am Filtergehäuse 43 angeordnet. Dies erlaubt es, der Sensoreinrichtung 9 auf einfache Weise und/oder mit reduzierten fluidischen Verbindungen Luft, insbesondere zu untersuchende Luft, zuzuführen.
In den gezeigten Beispielen ist im Rohbereich 41 eine Roh-Abzweigstelle 48 angeordnet, welche zum Einlassen von Luft aus dem Rohbereich 41, das heißt bevor die Luft das Filtermaterial 44 passiert, in die Sensoreinrichtung 9 fluidisch mit einem solchen Sensoreinlass 46 verbunden ist, um einen der Untersuchungskanäle 11 mit der Luft zu versorgen und zumindest eine Eigenschaft der Luft zu erfassen. Hierfür ist ein Sensor-Rohluftzuführkanal 21 vorgesehen, der von der Roh-Abzweigstelle 48 bis zu einem solchen Sensoreinlass 46 verläuft. Die Roh-Abzweigstelle 48 ist vorzugsweise stromab der Umluft-Mündungsstelle 38 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann, wie gestrichelt dargestellt, ein Sensor-Einlasskanal 49 zum Einlassen von Luft aus der Umgebung 5 bzw. Außenluft in die Sensoreinrichtung 9, insbesondere in einen solchen Untersuchungskanal, vorgesehen sein, wobei der Sensor-Einlasskanal 49 vom Außenluftkanal 36 bzw. Hauptkanal 34 separat ist. Ist ein solcher Sensor-Einlasskanal 49 vorgesehen, ist es vorstellbar, im Sensor-Einlasskanal 49 und/oder im Sensor-Rohluftzuführkanal 21 ein nicht gezeigtes Ventil anzuordnen, so dass mit diesem Ventil der Sensoreinrichtung 9 Luft über die Roh-Abzweigstelle 48 oder unmittelbar aus der Umgebung 5 zugeführt werden kann. Zudem ist im Reinbereich 42 des Kanalsystems 35 eine Rein-Abzweigstelle 50 angeordnet, die zum Einlassen von Luft aus dem Reinbereich 42, das heißt nach dem die Luft das Filtermaterial 44 passiert hat, in die Sensoreinrichtung 9 fluidisch mit einem solchen Sensoreinlass 46 verbunden ist, um einen der Untersuchungskanäle 11 mit der Luft zu versorgen und zumindest eine Eigenschaft der Luft zu erfassen. Diese fluidische Verbindung erfolgt mittels eines Sensor-Reinluftzuführkanals 23, der von der Rein-Abzweigstelle 50 bis zum zugehörigen Sensoreinlass 46 verläuft. Die Rein-Abzweigstelle 50 ist dabei stromauf der Fördereinrichtung 7 angeordnet, wobei auch eine Anordnung stromab der Fördereinrichtung 7 und stromab des zumindest einen Wärmetauschers 4 möglich ist.
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 sperrt und das Umluft-Absperrorgan 52 den Umluftkanal 8 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 gesperrt, während das Außenluft-Absperrorgan 53 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. Auf diese Weise kann über die Roh-Abzweigstelle 48 in der Umluftstellung Luft aus dem Fahrzeuginnenraum 2 und in der Außenluftstellung Luft aus der Umgebung 5 bzw. Außenluft strömen, so dass über die Roh-Abzweigstelle 48 sowohl Innenluft als auch Außenluft als zu untersuchende Luft mit der Sensoreinrichtung 9 untersucht, insbesondere zumindest eine Eigenschaft der zu untersuchenden Luft erfasst, werden kann. 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.
Alternativ oder zusätzlich kann das Kanalsystem 35 einen, gestrichelt dargestellten, Sensor-Innenluftzuführkanal 22 aufweisen, der der Sensoreinrichtung 9 bzw. einem solchen Untersuchungskanal 11 unmittelbar Luft aus dem Fahrzeuginnenraum 2 zuführt.
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.
Das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dadurch, dass die Roh-Abzweigstelle 48 und die Rein-Abzweigstelle 50 am Filtergehäuse 43 und somit unmittelbar an der Anlagen-Filtereinrichtung 6 angeordnet, insbesondere im Filtergehäuse 43 ausgebildet, sind. Hierdurch lässt sich der Sensoreinrichtung 9 einfacher und mit einem weiter reduzierten Bauraumbedarf Luft zuführen.
3 zeigt eine vergrößerte Darstellung des mit III bezeichneten Bereichs in 2, und somit im Wesentlichen die Sensoreinrichtung 9 und die Anlagen-Filtereinrichtung 6, wobei der Sensortemperier-Zuführkanal 30 und der Sensortemperier-Auslasskanal 28 der besseren Übersicht halber nicht gezeigt sind. In 3 ist insbesondere zu erkennen, dass das Sensorgehäuse 45 und das Filtergehäuse 43 unmittelbar aneinander angrenzen. Insbesondere können das Sensorgehäuse 45 und das Filtergehäuse 43 unmittelbar aneinander anliegen, wobei es auch vorstellbar ist, zwischen dem Filtergehäuse 43 und dem Sensorgehäuse 45 eine nicht gezeigte Dichtung und/oder ein nicht gezeigtes Entkopplungselement zum mechanischen Entkoppeln des Sensorgehäuses 45 vom Filtergehäuse 43 anzuordnen.
In 4 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Klimaanlage 3 gezeigt, das sich von dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, dass das Sensorgehäuse 45 und das Filtergehäuse 43 eine gemeinsame Wandung 59 aufweisen. Das Sensorgehäuse 45 und das Filtergehäuse 43 sind also durch die gemeinsame Wandung 59 fluidisch voneinander getrennt und mechanisch miteinander verbunden. Hierdurch lässt sich der Bauraumbedarf reduzierten und die Zuführung von Luft zur Sensoreinrichtung vereinfachen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Klimaanlage 3 ist in 5 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel insbesondere dadurch, dass die Sensoreinrichtung 9 lediglich einen solchen Untersuchungskanal 11 sowie einen solchen mit dem Untersuchungskanal 11 fluidisch verbundenen Sensoreinlass 46 aufweist. Hierbei münden der Sensor-Rohluftzuführkanal 21 und der Sensor-Reinluftzuführkanal 23 in eine Sensor-Ventileinrichtung 20, die, mittels einer solchen Kommunikationsverbindung 56, mit der Steuereinrichtung 55 verbunden ist. Mit Hilfe der Sensor-Ventileinrichtung 20 ist es möglich, dem Untersuchungskanal 11 wahlweise Luft aus dem Sensor-Rohluftzuführkanal 21 und somit aus dem Rohbereich 41 oder Luft aus dem Sensor-Reinluftzuführkanal 23 und somit aus dem Reinbereich 42 zuzuführen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist dementsprechend lediglich ein solcher Detektor 15 vorgesehen. Dabei verbindet ein Sensor-Zuführkanal 33 die Sensor-Ventileinrichtung 20 mit dem Sensoreinlass 46. Vorstellbar wäre es auch, die Sensor-Ventileinrichtung 20 auslassseitig unmittelbar mit dem Sensoreinlass 46 zu verbinden. Auch ist es vorstellbar, die Sensor-Ventileinrichtung 20 innerhalb der Sensoreinrichtung 9, insbesondere im Sensorgehäuse 43 anzuordnen. Bei diesem Beispiel ist die Erzeugungseinrichtung 12 auch derart angeordnet, dass sie die erzeugten elektromagnetischen Wellen 13 beabstandet zum Untersuchungskanal 11 und entlang des Untersuchungskanals 11 emittiert. Die Umlenkeinrichtung 97 lenkt die von der Erzeugungseinrichtung 12 emittierten elektromagnetischen Wellen 13 zum Wechselwirkungsabschnitt 79 des Untersuchungskanäle 11 um, derart, dass die umgelenkten elektromagnetischen Wellen 13 den Wechselwirkungsabschnitt 79 durchtreten bzw. passieren und dabei mit durch den Untersuchungskanal 11 strömender Luft wechselwirken.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Klimaanlage 3 bzw. des Fahrzeugs 1. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 3 gezeigten Beispiel insbesondere dadurch, dass die Klimaanlage 3 eine von der Anlagen-Fördereinrichtung 7 separate Fördereinrichtung 32 zum Fördern von Luft durch die Sensoreinrichtung 9 aufweist, die nachfolgend auch als Sensor-Fördereinrichtung 32 bezeichnet wird. Die Sensor-Fördereinrichtung 32 ist als eine Saugstrahlpumpe 60 ausgebildet, die einen Treibfluideinlass 61, einen Saugeinlass 62 sowie einen Pumpenauslass 63 aufweist. Der Treibfluideinlass 61 ist über eine Saugstrahl-Abzweigstelle 64 im Kanalsystem 35, vorliegend im Hauptkanal 34, fluidisch mit dem Druckbereich 40 verbunden, so dass Luft aus dem Druckbereich 40 zum Antreiben der Saugstrahlpumpe 60 durch den Treibfluideinlass 61 in die Saugstrahlpumpe 60 strömt. Zudem ist der Saugeinlass 62 fluidisch mit einem solchen Sensorauslass 47 verbunden, wobei in dem in 1 gezeigten Beispiel der Saugeinlass 62 fluidisch mit dem Sensorauslass 47 verbunden ist, der über den Sensor-Ablasskanal 31 fluidisch mit den Untersuchungskanälen 11 verbunden ist, derart, dass die Saugstrahlpumpe 60 die durch die Untersuchungskanäle 11 strömende Luft aus der Sensoreinrichtung 9 saugt und somit fördert. In diesem Beispiel ist besagter Sensorauslass 47 mit einem ersten Abschnitt 57' des Sensorrückführ-Kanals 57 mit dem Saugeinlass 62 verbunden, während ein zweiter Abschnitt 57" des Sensorrückführ-Kanals 57 mit dem Pumpenauslass 63 verbunden und über die Sensor-Mündungsstelle 58 mit dem Kanalsystem 35, insbesondere mit dem Hauptkanal 34, verbunden ist, so dass die aus dem Pumpenauslass 63 strömende Luft, die sich aus durch den Treibfluideinlass 61 und Saugeinlass 62 strömender Luft zusammensetzt, über die Sensor-Mündungsstelle 58, die zugleich eine Saugstrahl-Mündungsstelle 65 ist, zurückströmt. Die fluidische Verbindung zwischen dem Treibfluideinlass 61 und der Saugstrahl-Abzweigstelle 64 erfolgt über einen Treibfluid-Zuführkanal 66, der sich von der Saugstrahl-Abzweigstelle 64 bis zum Treibfluideinlass 61 erstreckt. Im gezeigten Beispiel ist zudem die Saugstrahl-Mündungsstelle 65 bzw. Sensor-Mündungsstelle 58 stromauf der Saugstrahl-Abzweigstelle 64 und der Anlagen-Fördereinrichtung 7 und dementsprechend im Saugbereich 39 angeordnet. Die Saugstrahlpumpe 60 wird also von der Anlagen-Fördereinrichtung 7 angetrieben und fördert auf bekannte Weise Luft durch die Sensoreinrichtung 9, wobei in dem gezeigten Beispiel mit Hilfe der Saugstrahlpumpe 60 die zu untersuchende, durch die Untersuchungskanäle 11 strömende Luft gefördert wird. Vorstellbar ist es auch, den Sensorauslass 47, der mit dem Sensortemperier-Auslasskanal 28 verbunden ist, fluidisch mit dem Saugeinlass 62 der Strahlpumpe 60 zu verbinden, um die zum Temperieren der Erzeugungseinrichtung 12 verwendete Luft mit Hilfe der Saugstrahlpumpe 60 zu fördern.
In 7 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 5 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 39 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 eines Fahrzeugs (1) zum Klimatisieren eines Fahrzeuginnenraums (2), mit einem Kanalsystem (35), das im Betrieb der Klimaanlage von Luft durchströmt ist, - mit einem Außenluftkanal (36) zum Einlassen von Außenluft in das Kanalsystem (35), - mit einer im Kanalsystem (35) angeordneten Anlagen-Fördereinrichtung (7) zum Fördern von Luft, die im Kanalsystem (35) einen stromauf der Anlagen-Fördereinrichtung (7) angeordneten Saugbereich (39) von einem stromab der Anlagen-Fördereinrichtung (7) angeordneten Druckbereich (40) trennt, - mit einer im Kanalsystem angeordneten Anlagen-Filtereinrichtung (6) zum Filtern von Luft, die im Kanalsystem (35) einen stromauf der Anlagen-Filtereinrichtung (6) angeordneten Rohbereich (41) von einem stromab der Anlagen-Filtereinrichtung (6) angeordneten Reinbereich (42) trennt, - wobei die Anlagen-Filtereinrichtung (6) ein Filtergehäuse (43) aufweist, in dem ein Filtermaterial (44) zum Filtern von Luft angeordnet ist, - mit einem im Reinbereich (42) vorgesehenen Anlagen-Auslass (54) zum Auslassen von Luft in den Fahrzeuginnenraum (2), - mit einer Sensoreinrichtung (9) zum Erfassen einer Eigenschaft von Luft, die ein Sensorgehäuse (45) aufweist, in dem zumindest ein Untersuchungskanal (11) angeordnet ist, der im Betrieb von Luft, deren Eigenschaft zu erfassen ist, durchströmbar ist, - wobei die Sensoreinrichtung (9) wenigstens einen Sensoreinlass (46) zum Einlassen von Luft in die Sensoreinrichtung (9) und einen zumindest einen Sensorauslass (47) zum Auslassen von Luft aus der Sensoreinrichtung (9) aufweist, - wobei das Sensorgehäuse (45) am Filtergehäuse (43) angeordnet ist.
Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (45) am Filtergehäuse (43) anliegt.
Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (43) und das Sensorgehäuse (45) eine gemeinsame Wandung (59) aufweisen.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Rohbereich (41) eine Roh-Abzweigstelle (48) angeordnet ist, die zum Einlassen von Luft aus dem Rohbereich (41) in die Sensoreinrichtung (9) fluidisch mit einem solchen Sensoreinlass (46) verbunden ist.
Klimaanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Roh-Abzweigstelle (48) am Filtergehäuse (43) anordnet ist.
Klimaanlage nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein solcher Sensoreinlass (46) zum Einlassen von Außenluft in die Sensoreinrichtung (9) mit einem vom Außenluftkanal (36) separaten Sensor-Einlasskanal (49) fluidisch verbunden ist.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Reinbereich (42) eine Rein-Abzweigstelle (50) angeordnet ist, die zum Einlassen von Luft in die Sensoreinrichtung (9) fluidisch mit einem solchen Sensoreinlass (46) verbunden ist.
Klimaanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rein-Abzweigstelle (50) am Filtergehäuse (43) anordnet ist.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, - dass das Kanalsystem (35) einen Umluftkanal (8) zum Rezirkulieren von Luft aus dem Fahrzeuginnenraum (2) aufweist, der fluidisch mit dem Fahrzeuginnenraum (2) und dem Anlagen-Auslass (54) verbunden ist, - dass die Klimaanlage (3) eine Absperreinrichtung (51) mit einem im Außenluftkanal (36) vorgesehenen Außenluft-Absperrorgan (53) und einem im Umluftkanal (8) vorgesehenen Umluft-Absperrorgan (52) aufweist, die zwischen einer Umluftstellung, in der das Außenluft-Absperrorgan (53) den Außenluftkanal (36) sperrt und das Umluft-Absperrorgan (32) den Umluftkanal (8) freigibt, und einer Außenluftstellung, in der das Außenluft-Absperrorgan (53) den Außenluftkanal (36) freigibt und das Umluft-Absperrorgan (52) den Umluftkanal (8) sperrt, verstellbar ist.
Klimaanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagen-Fördereinrichtung (7) zwischen dem Umluft-Absperrorgan (52) und dem Außenluft-Absperrorgan (53) angeordnet ist.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, - dass die Klimaanlage (3) eine Saugstrahlpumpe (60) mit einem Treibfluideinlass (61), einem Saugeinlass (62) und einem Pumpenauslass (63) aufweist, - dass der Treibfluideinlass (61) über eine Saugstrahl-Abzweigstelle (64) im Kanalsystem (35) fluidisch mit dem Druckbereich (40) verbunden ist, - dass der Saugeinlass (62) fluidisch mit dem Sensorauslass (47) verbunden ist.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Saugbereich (39) eine Sensor-Mündungsstelle (58) angeordnet ist, die zum Auslassen von Luft aus der Sensoreinrichtung (9) fluidisch mit dem einem solchen Sensorauslass (47) verbunden ist.
Fahrzeug (1) mit einem Fahrzeuginnenraum (2) und mit einer Klimaanlage (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zum Klimatisieren des Fahrzeuginnenraums (2).