DE3304324C2 - - Google Patents
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Description
Verfahren zum Steuern einer Belüftungseinrichtung für den Innenraum eines
Kraftfahrzeugs und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
Steuern einer Belüftungseinrichtung für den Innenraum
eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1
und eine zugehörige Belüftungseinrichtung.
Bei einem derartigen, aus der EP 00 53 394 A2 bekannten
Verfahren ist der Referenzwert während einer Betriebsperiode
des Kraftfahrzeugs fest auf den Minimalwert
des Meßsensorsignals eingestellt. Auf diese
Weise sollen Änderungen des Meßsensorsignals infolge
von Temperatur-, Feuchtigkeits- und Alterungsein
flüssen auf dem Meßsensor kompensiert werden. Eine
Adaption an das menschliche Empfindungsvermögen für
Schad- und Geruchsstoffe wird dadurch jedoch nicht
erreicht.
Der Erfindung liegt einerseits die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen,
die den Bedürfnissen der Fahrzeugbenutzer im Hinblick
auf ihr Empfindungsvermögen für Schad- und
Geruchsstoffe angepaßt ist und andererseits die
weitere Aufgabe zugrunde, eine zugehörige Belüftungs
einrichtung zu schaffen, die die Realisierung
des Verfahrens mit geringem Aufwand ermöglicht.
Die Erfindung löst diese Aufgabe für das Verfahren
durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.
Im Gegensatz zu der bekannten, praktisch absolut arbeitenden
Belüftungseinrichtung wird die Sperre für die Außenluft
nunmehr in Abhängigkeit von der sich in der Regel
ändernden Grundbelastung der Außenluft betätigt. Dadurch
wird die Empfindlichkeit des menschlichen Geruchsorgans
berücksichtigt. Dieses nimmt in erster Näherung nur Vergrößerungen
der Schad- und Geruchsstoff-Belastung als
unangenehm wahr, die über einer bestimmten Schwelle liegen.
Eine gleichbleibend relativ hohe Belastung hingegen wird
in der Regel nicht als unangenehm empfunden. Umgekehrt
werden bei einer niedrigen Grundbelastung Schad- bzw.
Geruchsstoff-Belastungsänderungen als unangenehm empfunden,
die gegenüber dieser hohen Grundbelastung relativ
klein sind.
Darüber hinaus wird durch die nunmehr relative, d. h. auf
die variable Grundbelastung der Außenluft bezogene Arbeitsweise
erst die Funktionsfähigkeit der Belüftungseinrichtung
erreicht. Insbesondere bei einer Fahrt im Stadtverkehr
treten Belastungsschwankungen der Außenluft von so
unterschiedlicher Größe und Dauer auf, daß bei einem starren
Referenzwert die Sperre entweder viel zu lange aus- bzw.
eingeschaltet ist. Dadurch ist die Belastung der Fahrzeuginsassen
aufgrund der dabei eintretenden belasteten Außenluft
oder der unnötig langen nicht erfolgenden Belüftung
viel zu groß.
Die Nachbildung des menschlichen Geruchsempfindens mit
Hilfe des Referenzwerts kann auf unterschiedliche Weise
erfolgen. Eine der Möglichkeiten besteht darin, daß der
Referenzwert einem gemittelten Meßsensorsignal entspricht.
Dadurch wird das integrative Verhalten des menschlichen
Geruchsempfindens auf einfache Weise nachgebildet. Alternativ
oder ergänzend hierzu kann der Referenzwert auch
gegenüber dem aktuellen Meßsensorsignal verzögert sein.
Durch die Verzögerung läßt sich das entsprechende Verhalten
des Geruchsempfindens nachbilden.
Eine weitere Maßnahme zur Verbesserung des Verfahrens
besteht darin, daß der Referenzwert einer Verkleinerung
des Meßsensorsignals schneller als einer Vergrößerung
folgt. Dadurch wird die Eigenschaft des
menschlichen Geruchsorgans nachvollzogen, wesentlich
empfindlicher auf Erhöhungen der Schadstoffkonzentration
zu reagieren als auf Verringerungen. Wird die
Belastung der Außenluft und damit das Meßsensorsignal
geringer, so sorgt der relativ schnell sich daran
anpassende Referenzwert dafür, daß eine kurzzeitige
vorübergehende Erhöhung der Schadstoffbelastung, die
von den Fahrzeuginsassen als unangenehm wahrgenommen
werden würde, ein Betätigen der Sperre für die
Außenluft zur Folge hat. Tritt umgekehrt während
eines Anstiegs der Schadstoffbelastung eine vorübergehende
kurzzeitige Verringerung der Belastung ein,
so führt diese aufgrund des relativ träge folgenden
Referenzwerts nun gerade nicht dazu, daß die Sperre
unwirksam geschaltet wird und damit insgesamt erheblich
belastete Außenluft in den Fahrzeuginnenraum
eindringen kann.
Eine weitere erhebliche Verbesserung des Verfahrens
ergibt sich dadurch, daß die differentielle Änderung
des Meßsensorsignals das Betätigen der Sperre bestimmt.
Durch Berücksichtigung des Zeitverhaltens des
Meßsensorsignals kann die Eigenschaft des menschlichen
Geruchsorgans in idealer Weise berücksichtigt
werden.
Diese Eigenschaft besteht im wesentlichen darin,
langsame Änderungen, d. h. eine kleine Änderungsrate, der
Schadstoffbelastung nicht als unangenehm zu empfinden.
Dabei spielt es keine Rolle, welchen Absolutwert diese
Belastung besitzt. Vielmehr wird lediglich eine Änderung
als unangenehm wahrgenommen, die relativ stark ist, d. h.
mit einer großen Änderungsrate erfolgt.
Schaltungstechnisch besonders einfach läßt sich die differentielle
Änderung des Meßsensorsignals und das Kriterium,
derartige Änderungen nur bei einer bestimmten Mindesthöhe
zu verwerten, mit Hilfe eines Hochpasses realisieren,
über den das Meßsensorsignal geführt ist. Der Hochpaß kann
zudem so abgeglichen werden, daß Toleranzen der verwendeten
Schaltungsteile eliminiert werden.
Die Berücksichtigung der differentiellen Änderung des
Meßsensorsignals bietet weitere erhebliche Vorteile. Es hat
sich gezeigt, daß bei längerem Einsatz die Empfindlichkeit
der handelsüblichen Meßsensoren aufgrund von Umwelteinflüssen,
wie Feuchtigkeit, Temperatur und Luftbeimengungen, wie
beispielsweise Streusalz, erheblich nachläßt. D. h., das
Meßsensorsignal ändert sich bei angenommen gleichbleibender
Schadstoffkonzentration im Laufe der Zeit und durch Umwelteinflüsse
erheblich. Zwar können diese Einflüsse durch
die bereits genannten, weiter unten näher erläuterte Zwei-
Sensor-Einrichtung weitgehend eliminiert werden, doch hat
es sich gezeigt, daß sich eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer
des Meßsensors allein durch die schaltungstechnisch
einfach zu realisierende Berücksichtigung der diffe
rentiellen Änderung des Meßsensorsignals erreichen läßt.
Voraussetzung hierfür ist lediglich, daß der Meßsensor,
auch wenn er auf seiner Oberfläche Beschädigungen oder
beispielsweise Ablagerungen von Streusalz aufweist, Schad-
und Geruchsstoffbelastungen der Außenluft noch wahrnehmen
kann.
Durch zwei Maßnahmen kann die Standzeit der Einrichtung
selbst verlängert werden. Hierzu kann das Ein- und Ausschalten
der z. B. wie bei der bekannten Einrichtung als
Absperrklappe ausgebildeten Sperre mit Hysterese vorgenommen
werden. Die den Ausschaltpunkt der Sperre bestimmende
Differenz zwischen Meßsensorsignal und Referenzwert ist
dabei größer als die entsprechende Differenz für den Ein
schaltpunkt. Dadurch wird bei geringen Schwankungen der
Differenz zwischen Meßsensorsignal und Referenzwert um den
den Einschaltpunkt der Sperre bestimmenden Differenzwert
ein relativ häufiges Ein- und Ausschalten der Sperre ver
mieden. Alternativ oder ergänzend hierzu kann bei Einschalten
der Sperre auch ein Zeitglied ausgelöst werden, das das
Ausschalten der Sperre für eine vorgegebene Zeitspanne
verhindern. Auch dadurch wird ein häufiges Ein- und Aus
schalten der Sperre vermieden.
Der Referenzwert selbst bzw. der Ausgangspunkt für die
Gewinnung des Referenzwerts kann entweder das Ausgangssignal
des Meßsensors oder eines mit diesem baugleichen Referenzsensor
sein. Die Verwendung eines Referenzsensors
bietet den Vorteil, wie an sich auch bei der bekannten
Belüftungseinrichtung, den Einfluß der Feuchtigkeit, der
Temperatur und der Alterung auf das Sensorausgangssignal zu
eliminieren. Zusätzlich läßt sich jedoch auch eine Dämpfung
bzw. Verzögerung des Referenzwerts gegenüber dem Meßsensorsignal
erzielen.
Zwar ist ein zweiter Sensor zu Kompensationszwecken an sich
bereits aus mehreren Firmendruckschriften bekannt. Beispiele
hierfür sind die Veröffentlichungen "COMBUSTIBLE
GAS DETECTOR ELEMENTS" der English Electric Valve Company
von 7/77, "Applikationsbericht: Der Pellistor" der Nucletron
Vertriebs GmbH (ohne Jahrgang) und "Gaswarngerät für
brennbare Gase" von General Monitors, ebenfalls ohne Datum.
Der Referenzsensor ist dabei jedoch von unterschiedlicher
Bauart und dient lediglich dazu, den Temperatureinfluß auf
das Meßsensorsignal zu kompensieren.
Eine Lösung der Teilaufgabe, die sich mit der konstruktiven
Ausgestaltung einer zugehörigen Einrichtung
beschäftigt, ist in Patentanspruch 10 angegeben.
Die Anordnung der beiden Sensoren in einem gemeinsamen
Gehäuse ist besonders platzsparend.
Dieses Gehäuse kann im Motorraum des Kraftfahrzeugs angeordnet
sein. Durch den - strömungsmäßig gesehen - in der
Regel zu Beginn des Motorraums liegenden Kühler wird dabei
eine erhebliche Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit
der in das Gehäuse eintretenden Außenluft erreicht. Der
Kühler hält zudem Wasser- und Schmutzpartikel weitgehend
ab. Zudem erfolgt durch die Abwärme des Motors eine Beheizung
der Sensoren während ihres Betriebes, was ihrer
Funktionsfähigkeit sehr zuträglich ist. Ferner liegen die
Sensoren im Motorraum in der Regel unter dem Frischlufteintritt
der Außenluft in den Fahrzeuginnenraum. Da die
Schad- und Geruchsstoff-Belastung in Bodennähe am größten
ist und mit zunehmendem Abstand vom Boden abnimmt, erfassen
die Sensoren derartige Belastungen auch bei einer hohen
bauteilebedingten Ansprechempfindlichkeit.
Bei einer Anordnung im Motorraum läßt sich auch eine weitere
vorteilhafte Maßnahme auf einfache Weise realisieren.
Diese dient dazu, die Sperre einzuschalten, noch bevor eine
in ihrer Belastung erhöhte Außenluft in den Fahrzeuginnenraum
gelangt. Hierzu wird der Abstand des Meßsensors vom
Innenraum so gewählt, daß die Laufzeit der Außenluft zwischen
dem Meßsensor und dem Innenraum mindestens gleich der
Ansprechzeit des Meßsensors ist.
Das zuvor beschriebene unterschiedliche zeitliche Ansprechverhalten
von Meß- und Referenzsensor läßt sich dadurch
erreichen, daß die Sensoren an unterschiedlichen Stellen in
einem Außenluftstrom angeordnet sind. In einem gemeinsamen
Gehäuse werden hierzu der Meßsensor in einem Hauptstrom und
der Referenzsensor in einem Nebenstrom der das Gehäuse
durchströmenden Außenluft angeordnet. Der Meßsensor ist
dadurch einer relativ starken Strömung ausgesetzt und
ändert sein Ausgangssignal bei einer Belastungsänderung der
Außenluft relativ schnell, während der Referenzsensor stets
einer wesentlich geringeren Strömung ausgesetzt ist und
damit nur auf lange anhaltende Belastungsänderungen anspricht.
Dieser Effekt kann dadurch vergrößert werden, daß
der Referenzsensor in einem größeren Wirkvolumen sitzt als
der Meßsensor. Dieselbe Belastungsänderung wird aufgrund
des größeren Wirkvolumens durch den Referenzsensor nur
abgeschwächt wahrgenommen.
Konstruktiv läßt sich die Aufteilung in Haupt- und Nebenstrom
dadurch besonders einfach erreichen, daß eine gemeinsame
Trennwand für die beiden Ströme unterschiedliche
Querschnitte freigibt. Der Meßsensor kann dabei strömungstechnisch
gesehen vor und der Referenzsensor hinter der
Trennwand angeordnet sein. Zusätzlich können die beiden
Sensoren hinter einer ein Labyrinth bildenden Abschirmwand
liegen. Dadurch läßt sich ein besonders wirksamer Schutz
der beiden Sensoren vor flüssigen oder festen Beimengungen
der Außenluft beispielsweise in Form von Salzwasser oder
Ruß, die die Funktionsfähigkeit der Sensoren beeinträchtigen,
erreichen. Diese Beimengungen schlagen sich dann
lediglich auf der Abschirmwand nieder. Die Abschirmwand ist
dann besonders wirksam, wenn sie unterhalb der beiden
Sensoren angeordnet ist.
Schließlich kann durch eine weitere Maßnahme die Wirkungsweise
der Einrichtung bei Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs
verbessert werden. Hierzu werden die beiden Sensoren bei
jeder Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs oder in Betriebspausen
in regelmäßigen Abständen kurzzeitig beheizt. Dadurch
werden insbesondere bei längerer Standzeit des Kraftfahrzeugs
auftretende Ablagerungen, die die Funktionsfähigkeit
der Sensoren erheblich beeinträchtigen, abgedampft
und die Sensoren "geschärft".
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 die wesentlichen Teile einer schad- und geruchs
stoffempfindlichen Belüftungseinrichtung für
einen Fahrzeuginnenraum und
Fig. 2 eine Schaltanordnung für eine in ihrem sensoriellen
Aufbau gegenüber Fig. 1 geänderte derartige
Belüftungseinrichtung.
Eine schematisch als Klappe dargestellte Sperre 1 wird
durch eine nicht dargestellte Vergleichseinrichtung gesteuert,
der die Ausgangssignale eines Meßsensors 2 und
eines Referenzsensors 3 für die Belastung der Außenluft mit
Schad- und Geruchsstoffen zugeführt sind. Die Sensoren 2
und 3 sind in einem Gehäuse 4 an einer Trennwand 5 befestigt.
Das Gehäuse sitzt im nicht dargestellten Motorraum
des Kraftfahrzeugs strömungsmäßig kurz hinter dem Kühler
des Kraftfahrzeugs.
In das Gehäuse 4 strömt über eine Öffnung 6 Außenluft ein.
Diese gelangt in einen Mischraum 7 und an Abschirmwänden 8
vorbei zu den darüber liegenden Sensoren 2 und 3. Dabei
teilt die Trennwand 5 die Außenluft in einen Hauptstrom
(Pfeil 9) und einen durchsatzmäßig wesentlich kleineren
Nebenstrom (Pfeil 10) auf. Die Außenluft verläßt das Gehäuse
4 über Austrittsöffnungen 11, die strömungsmäßig
hinter den beiden Sensoren 2 und 3 liegen. Die beiden
Sensoren 2 und 3 sprechen unter anderem auf Belastungen der
Außenluft mit Kraftstoff-Verbrennungsprodukten an. Aufgrund
der unterschiedlichen Luftströme, denen die beiden Sensoren
2 und 3 ausgesetzt sind, spricht der Sensor 2 bei Auftreten
von Belastungen wesentlich schneller an und ändert damit
sein Ausgangssignal lange vor dem Referenzsensor 3. Diese
Wirkung wird dadurch verstärkt, daß der Referenzsensor in
einem größeren Wirkvolumen 3′ als der Meßsensor mit seinem
Wirkvolumen 2′ sitzt.
Über eine nachgeschaltete, aus den genannten Firmendruckschriften
bekannte Meßbrücke als Vergleichseinrichtung, in
der die beiden ihren Widerstandswert entsprechend der
Belastung der Außenluft ändernden Sensoren 2 und 3 angeordnet
sind und die eine einstellbare Schwellenspannung
besitzt, wird die Sperre 1 eingeschaltet, sofern infolge
der Belastung der Außenluft das Meßsensorsignal von dem
durch den Referenzsensor 3 gelieferten Referenzwert um eine
vorgegebene Differenz abweicht. Bedingt durch das größere
Wirkvolumen 3′ und die geringere Strömungsrate ist das
Ausgangssignal des Referenzsensors 3 einem gemittelten und
verzögerten Ausgangssignal des Meßsensor 2 gleich.
Wird die Belastung geringer, so wird die Sperre aufgrund
des schnellen Ansprechverhaltens des Meßsensors 2 praktisch
sofort wieder aufgehoben. Die geringer belastete Außenluft
kann in den Innenraum strömen. Maßgeblich für das Ausschalten
der Sperre ist eine Differenz zwischen den Ausgangssignalen
der beiden Sensoren 2 und 3, die größer ist als
die für das Einschalten der Sperre maßgebliche entsprechende
Differenz der beiden Signale. Diese Schalthysterese
dient der Schonung der Sperre. Alternativ hierzu kann das
Ausschalten der Sperre auch durch ein Zeitglied verzögert
sein, das bei Einschalten der Sperre ausgelöst ist und für
eine vorgegebene Zeitspanne die Sperre geschlossen hält,
auch wenn die Belastung der Außenluft in der Zwischenzeit
verringert ist.
Hält die Belastung der Außenluft hingegen sehr lange an, so
gleichen sich die Ausgangssignale der beiden Sensoren 2 und
3 an. Auch in diesem Fall wird die Sperre 1 wieder ausge
schaltet, wodurch belastete Außenluft in den Innenraum
gelangen kann. Dieses nunmehr ungehinderte Eindringen
belasteter Außenluft in den Innenraum wird von den Fahrzeug
insassen in der Regel jedoch nicht als unangenehm
empfunden, da sie auch bei eingeschalteter Sperre einer
durch Undichtigkeiten bedingten geringen Außenluftströmung
in den Innenraum und damit einer zunehmenden, in der Regel
jedoch nicht als unangenehm empfundenen Belastung ausgesetzt
sind. Vergrößert sich jedoch die Belastung der Außenluft
vor bzw. nach dem Ausschalten der Sperre, so bleibt
die Sperre 1 geschlossen bzw. wird sofort wieder geschlossen.
Umgekehrt wird bei jeder Verringerung der Belastung
die Sperre sofort bzw. im Falle des Zeitglieds zeitlich
verzögert wieder aufgehoben.
Die Sperre 1 wird in jedem Fall nur bei einer Belastung
eingeschaltet, die sich gegenüber der jeweils herrschenden
Grundbelastung um ein vorgegebenes Maß geändert hat. Dieses
Maß ist bestimmt durch die Differenz der Ausgangssignale
der Sensoren 2 und 3. Die Grundbelastung selbst wird mit
Hilfe des Referenzsensors 3 nachvollzogen. Durch diesen
Sensor wird in idealem Maße eine Adaption der Belüftungs
einrichtung an das Geruchsempfinden der Fahrzeuginsassen
erreicht.
Durch eine weitere nicht in der Zeichnung dargestellte
Maßnahme wird erreicht, daß die Sperre 1 bei Auftreten
einer erhöht belasteten Außenluft bereits eingeschaltet
ist, bevor diese Außenluft in den Fahrzeuginnenraum gelangt.
Hierzu ist das Gehäuse 4 mit einem derartigen Abstand
vor der Sperre 1 angeordnet, daß die Zeit, in der die
Außenluft den Weg zwischen dem Gehäuse 4 und der Sperre 1
zurücklegt, größer ist als die Ansprechzeit des Meßsensors
2. Diese Wirkung wird unabhängig von der Geschwindigkeit
des Kraftfahrzeugs erzielt. Die Ursache dafür ist einerseits
die Anordnung des Gehäuses 2 an der angegebenen
Stelle hinter dem Kühler im Motorraum. Der Kühler führt zu
einer Vergleichmäßigung und Geschwindigkeitsverringerung
der in das Gehäuse 4 einströmenden Außenluft. Durch den als
Puffer wirkenden Mischraum 7 wird zusätzlich der fahrzeug
geschwindigkeitsbedingte unterschiedliche Staudruck der
Außenluft ausgeglichen, so daß die an den Sensoren 2 und 3
vorbeiströmende Außenluft praktisch von der Geschwindigkeit
des Kraftfahrzeugs unabhängig ist und auch bei hohen Fahr
zeuggeschwindigkeiten einen geringen Wert besitzt.
Die Schaltanordnung von Fig. 2 enthält eine Meßbrücke 21,
ein Adaptationsteil 22, einen Differenzverstärker 23, ein
Zeitglied 24 sowie Steuerelemente 25 für ein Schaltrelais,
mit dessen Hilfe die Sperre 1 für die Außenluft betätigt
ist.
Die Meßbrücke 21 besteht aus zwei in Reihe geschalteten
Widerständen 26 und 27 sowie parallel hierzu in Reihe
geschaltet einem einzigen Meßsensor 28 und einem Widerstand
29. Ein Abgriff 30 zwischen den Widerständen 26 und 27
führt zum Differenzverstärker 23 während ein Abgriff 31
zwischen Meßsensor 28 und Widerstand 29 über einen Impedanzwandler
32, einen Widerstand 33 und einem Verstärker 34
zu einem als Hochpaß dienenden Kondensator 35 am Eingang
des Adaptationsteils 22.
Das Adaptionsteil 22 enthält einen Widerstand 36, der mit
einem verstellbaren Widerstand 37 in Reihe geschaltet einen
Spannungsteiler bildet. An einem Abgriff 38 des Spannungsteiles
ist über eine Diode 39 ein RC-Glied als weiterer
Bestandteil des Adaptationsteils 22 angeschlossen. Dieses
Glied besteht aus einem Widerstand 40 und einem Kondensator
41, die über eine Diode 42 am Ausgang des Kondensators 35
angeschlossen sind. Von diesem Ausgang führt ferner eine
Leitung 43 zum Differenzverstärker 23.
Das Zeitglied 24 ist wie im Falle der Teile 40 und 41 durch
einen Kondensator 44 und einem parallel geschalteten Widerstand
45 gebildet. Schließlich bestehen die Steuerelemente
25 aus einem Impedanzwandler 46 und einem Transistor 47, in
dessen Kollektor-Emitter-Strecke die Spule 48 des Relais
für die Sperre 1 liegt.
Die mit dem Sensor 28 wahrgenommene Schad- bzw. Geruchs
stoff-Belastung der Außenluft wird in Form des vom Meßsensor
28 gelieferten Meßsensorsignals über den Impedanzwandler
32, den Widerstand 33 und den Verstärker 34 auf den
Kondensator 35 gegeben. Dieser differenziert das Meßsensorsignal,
so daß an dessen Ausgang lediglich die Änderungen
des Meßsensorsignals in Erscheinung treten. Änderungen des
Meßsensorsignals in positiver Richtung, d. h. Vergrößerungen
der Außenluft-Belastungen, gelangen über die richtungs
selektiv wirkende Diode 42 zum Kondensator 41 und laden
diesen über das durch den Widerstand 40 bestimmte Niveau
auf. Diese Aufladung ist um so höher, je größer die differentielle
Änderung des Meßsensorsignals ist und je länger
diese Änderung anhält. Das Meßsensorsignal enthält in
diesem Fall höher- bzw. hochfrequente Anteile, die durch
den Kondensator 35 ungehindert durchgelassen werden, während
bei einer langsamen Änderung des Meßsensorsignals -
die differentielle Änderung ist dabei gering - die dann im
Meßsensorsignal lediglich vorhandenen niedrigen Frequenzen
durch den Kondensator 35 vom Adaptationsteil 22 abgehalten
werden. Übersteigt die am Kondensator 41 anliegende Spannung
einen vorgegebenen Wert, so steuert der Differenzverstärker
23 den Transistor 47 auf, wodurch mit Hilfe der
Relaisspule 48 die Sperre 1 wirksam geschaltet wird. Diese
bleibt solange eingeschaltet, bis der Anstieg des Meßsensorsignals
gebremst ist und das Zeitglied 24 abgeklungen
ist. Dabei unterbricht der Kondensator 35 die Ladung des
Kondensators 41. Dieser entlädt sich über den Widerstand
40. Die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 23 reicht
dann nicht mehr aus, den Transistor 47 durchzusteuern. In
diesem Fall wird das Zeitglied 24 wirksam. Dessen Kondensator
44 entlädt sich über den Widerstand 45 und hält
während einer vorgegebenen Zeit von z. B. 7 Sek. die Durch
steuerung des Transistors 47 aufrecht.
Nimmt die Schad-/Geruchsstoff-Belastung der Außenluft ab,
so wird das sich dabei verkleinernde Meßsensorsignal ebenfalls
mit Hilfe des Kondensators 35 differenziert. Die über
die Leitung 43 an dem einen Eingang des Differenzverstärkers
23 anliegende Spannung wird dadurch verringert. Sofern
dessen Ausgangssignal zunächst ausgereicht hat, den Transistor
47 durchzusteuern, so wird dieses auf einen Wert
verringert, der nicht mehr zum Durchsteuern des Transistors
47 ausreicht. In diesem Fall wird das Zeitglied 24 in der
beschriebenen Weise wirksam. Im Unterschied zum vorher
beschriebenen Anstieg des Meßsensorsignals bei einer Erhöhung
der Schad-/Geruchsstoff-Belastung der Außenluft
erfolgt das Ausschalten der Sperre - durch das Zeitglied 24
in definierter Weise zeitverzögert - direkt, während es
bei einem Anstieg des Meßsensorsignals bei der entsprechenden
Erhöhung der Außenluft-Belastung verzögert erfolgt.
Dies wird durch die Diode 42 erreicht, über die bei einem
Anstieg des Meßsensorsignal der Kondensator 41 geladen wird
und die gleichzeitig verhindert, daß sich der Kondensator
41 wieder schnell entladen kann. Vielmehr erfolgt die
Entladung des Kondensators 41 relativ langsam über den
Widerstand 40. Das schnelle Reagieren der Schaltanordnung
auf Erhöhungen der Außenluft-Belastung führt dazu, daß die
Sperre 1 in einer derartigen Phase schnell auf kurzzeitige
Belastungserhöhungen reagieren kann und die Sperre 1 betätigt.
Durch das träge, durch die richtungsselektiv wirkende
Diode 42 bewirkte Verhalten der Einrichtung bei einem
Abfall der Außenluft-Belastung in Verbindung mit der Wirkung
des Zeitglieds 24 wird verhindert, daß kurzzeitige
relative Verringerungen der Belastung zu einem Ausschalten
der Sperre 1 führen.
Dieses schnelle Betätigen der Sperre 1 bei einem Anstieg
der Schad- bzw. Geruchsstoffkonzentration im Gegensatz zum
Abfall dieser Konzentration kann bei 2-Sensor-Systemen, wie
sie in Fig. 1 dargestellt sind und bei denen die Sperre bei
Überschreiten einer vorgegebenen Differenz der beiden
Sensorsignale betätigt ist, in entsprechender Weise realisiert
werden. Hierzu ist lediglich erforderlich, daß der
durch den zweiten Sensor gelieferte Referenzwert einer
Verkleinerung des durch den eigentlichen Meßsensor gelie
ferten Meßsensorsignals schneller als eine Vergrößerung
folgt. Vergrößert sich das Meßsensorsignal, so bleibt der
Referenzwert zurück, die für das Betätigen der Sperre
maßgebliche Differenz ist schnell überschritten. Verkleinert
sich das Meßsensorsignal, so folgt der Referenzwert
rasch, die Differenz wird in der Regel nicht oder zumindest
nicht so schnell unterschritten.
Somit ergibt sich eine Belüftungseinrichtung, die in her
vorragender Weise an das menschliche Geruchsempfinden
angepaßt ist und nur dann Außenluft in den Fahrzeuginnenraum
gelangen läßt, wenn diese nicht als unangenehm aufgrund
ihrer Schad- bzw. Geruchsstoff-Belastung empfunden
wird.
Claims (18)
1. Verfahren zum Steuern einer Belüftungseinrichtung
für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs,
bei dem ein Meßsensor die Schad- bzw. Geruchs
stoff-Belastung der Außenluft bestimmt und bei
der eine Vergleichseinrichtung bei einem von
einem Referenzwert um eine Differenz abweichenden
Meßsensorsignal eine Sperre für die Außenluft
betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß der
Referenzwert während einer Betriebsperiode
entsprechend der Tendenz des Meßsensorsignals
verändert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Referenzwert einem gemittelten
aktuellen Meßsensorsignal entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Referenzwert gegenüber dem aktuellen
Meßsensorsignal verzögert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzwert
einer Verkleinerung des Meßsensorsignals
schneller als einer Vergrößerung folgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die differentielle
Änderung des Meßsensorsignals für das Betätigen
der Sperre maßgeblich ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Meßsensorsignal über einen Hochpaß
(35) geführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeit der
Außenluft zwischen dem Meßsensor (2) und dem
Innenraum des Kraftfahrzeugs mindestens gleich
der Ansprechzeit des Meßsensors ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Referenzwert das
Ausgangssignal eines mit dem Meßsensor (2)
baugleichen Referenzsensors (3) zugrundegelegt
wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Meßsensor (2)
und gegebenenfalls der Referenzsensor (3) bei
Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs oder in
Betriebspausen in regelmäßigen Abständen kurzzeitig
beheizt werden.
10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Sensoren (2, 3) in einem gemeinsamen Gehäuse (4)
untergebracht sind.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Gehäuse (4) im Motorraum des
Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sensoren (2, 3) an
unterschiedlichen Stellen in einem Außenluftstrom
angeordnet sind.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Meßsensor (2) in einem Haupt
strom (Pfeil 9) und der Referenzsensor (3) in
einem Nebenstrom (Pfeil 10) der das Gehäuse (4)
durchströmenden Außenluft liegt.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß Haupt- und Nebenstrom durch eine
gemeinsame Trennwand (5) gebildet sind, die für
die beiden Ströme unterschiedliche Querschnitte
freigibt.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis
14, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenz
sensor (3) in einem größeren Wirkvolumen sitzt
als der Meßsensor (2).
16. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch
gekennzeichnet, daß der Meßsensor (2) -
strömungstechnisch gesehen - vor und der Refe
renzsensor (3) hinter der Trennwand (5) ange
ordnet ist.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (2, 3)
hinter ein Labyrinth bildenden Abschirmwänden
(8) angeordnet sind.
18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Abschirmwände (8) unterhalb
der beiden Sensoren (2, 3) angeordnet sind.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE3304324A DE3304324C3 (de) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | Verfahren zum Steuern einer Belüftungseinrichtung für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
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DE3304324A DE3304324C3 (de) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | Verfahren zum Steuern einer Belüftungseinrichtung für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
Publications (3)
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DE3304324C2 true DE3304324C2 (de) | 1991-03-14 |
DE3304324C3 DE3304324C3 (de) | 1996-08-14 |
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ID=6190343
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