DE102009034633A1 - Sensor assembly useful in ventilation system of vehicle air-conditioner comprises housing having first and second measurement chambers that are gas-tightly separated in the housing, and electronic processor for evaluating all sensor data - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Sensorbaugruppe eines Belüftungssystems eines Fahrzeuginnenraums, ein derartiges Belüftungssystem, insbesondere eine Fahrzeugklimaanlage, sowie ein Verfahren zur Steuerung eines solchen Belüftungssystems.The The invention relates to a sensor assembly of a ventilation system a vehicle interior, such a ventilation system, in particular a vehicle air conditioning system, and a method for controlling a such ventilation system.
Belüftungssysteme, z. B. in Form von Klimaanlagen, insbesondere HVAC-Anlagen, für Fahrzeuginnenräume sind in vielfältigen Bauformen bekannt. Insbesondere sind Klimaanlagen bekannt, die mithilfe verschiedener Sensordaten gesteuert werden. Die Sensoren zur Erfassung dieser Sensordaten sind an verschiedenen Stellen im Fahrzeuginnenraum angeordnet, wodurch die Bauweise und der Einbau des Belüftungssystems komplex und aufwendig sind.Ventilation systems, z. B. in the form of air conditioning systems, in particular HVAC systems, for vehicle interiors in diverse Designs known. In particular, air conditioners are known that use various sensor data are controlled. The sensors for detection This sensor data are at various locations in the vehicle interior arranged, reducing the construction and installation of the ventilation system are complex and expensive.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine vereinfachte Sensorbaugruppe für ein Belüftungssystem zu schaffen. Weitere Ziele der Erfindung sind, ein einfach aufgebautes Belüftungssystem mit einer Sensorbaugruppe zur Steuerung des Belüftungssystems sowie ein vorteilhaftes Verfahren zur Steuerung eines Belüftungssystems anzugeben.task The invention is a simplified sensor assembly for a ventilation system to accomplish. Further objects of the invention are a simply constructed ventilation system with a sensor assembly for controlling the ventilation system and a beneficial Specify method for controlling a ventilation system.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Sensorbaugruppe gelöst, die ein Gehäuse umfasst, in dem eine erste Messkammer mit einem CO-Sensor und/oder NOx-Sensor und eine zweite Messkammer mit einem CO2-Sensor vorgesehen sind, wobei die erste und die zweite Messkammer im Gehäuse gasdicht getrennt sind. Eine solche Sensorbaugruppe ermöglicht die Erfassung verschiedener Messdaten durch eine einzige Sensorbaugruppe, bei der mehrere Sensoren auf kompakte Weise in einem einzigen Gehäuse untergebracht sind. Die erfindungsgemäße Sensorbaugruppe kann als in sich geschlossene, vormontierte Einheit auf einfache Weise in ein Belüftungssystem eingebaut werden.The object of the invention is achieved by a sensor assembly comprising a housing in which a first measuring chamber with a CO sensor and / or NO x sensor and a second measuring chamber are provided with a CO 2 sensor, wherein the first and the second measuring chamber in the housing are gas-tight separated. Such a sensor assembly enables the acquisition of various measurement data through a single sensor assembly, where multiple sensors are compactly housed in a single housing. The sensor assembly according to the invention can be installed as a self-contained, preassembled unit in a simple manner in a ventilation system.
Vorteilhafterweise können weitere Sensoren in den Messkammern der Sensorbaugruppe vorgesehen sein, wodurch eine Vielzahl von Messwerten durch eine einzige Sensorbaugruppe erfasst werden kann. Beispielsweise kann ein Luftfeuchtigkeitssensor in der ersten und/oder zweiten Messkammer vorgesehen sein.advantageously, can additional sensors provided in the measuring chambers of the sensor assembly be, resulting in a variety of readings through a single sensor assembly can be detected. For example, an air humidity sensor be provided in the first and / or second measuring chamber.
Es ist auch möglich, dass ein Temperatursensor in der ersten und/oder zweiten Messkammer vorgesehen ist.It is possible, too, a temperature sensor is provided in the first and / or second measuring chamber is.
Darüber hinaus kann mindestens ein Gassensor zur Detektion von vom Menschen wahrnehmbaren Geruchsstoffen in der ersten Messkammer vorgesehen sein. Dies ermöglicht die Steuerung des Belüftungssystems in Abhängigkeit von bestimmten Geruchsstoffen, beispielsweise von landwirtschaftlichen Gerüchen, insbesondere dem Geruch von Gülle, oder dem Geruch von Skunks.Furthermore can at least one gas sensor for the detection of human perceptible Odors are provided in the first measuring chamber. This allows the Control of the ventilation system dependent on of certain odorous substances, such as agricultural ones Smells, especially the smell of manure, or the smell of skunk.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine elektronische Recheneinheit zur Auswertung aller Sensordaten vorgesehen. Somit ist es nicht notwendig, die verschiedenen Sensoren einzeln an eine separate Steuereinheit des Belüftungssystems anzuschließen und die elektronische Recheneinheit kann auf optimale Weise an die vorhandenen Sensoren angepasst werden und ermöglicht beispielsweise eine direkte Auswertung der Sensordaten und eine damit verbundene Bestimmung von Steuerungsparametern zur Steuerung des Belüftungssystems.According to one preferred embodiment an electronic processing unit for the evaluation of all sensor data intended. Thus it is not necessary to use the different sensors individually connected to a separate control unit of the ventilation system and The electronic processing unit can be optimally adapted to the existing ones Sensors are adapted and allows, for example, a direct evaluation of the sensor data and a related determination of control parameters for controlling the ventilation system.
Eine dritte Kammer kann zwischen der ersten und zweiten Messkammer vorgesehen sein, die jeweils gasdicht von den beiden Messkammern getrennt ist. Auf diese Weise wird einerseits eine Anordnung der elektronischen Recheneinheit in der dritten Kammer ermöglicht und andererseits die Abdichtung zwischen der ersten und zweiten Messkammer verbessert.A third chamber may be provided between the first and second measuring chambers be, each of which is gas-tight separated from the two measuring chambers. In this way, on the one hand, an arrangement of the electronic Arithmetic unit in the third chamber allows and on the other hand the Improved sealing between the first and second measuring chamber.
Vorzugsweise weist die Sensoranordnung eine gemeinsame elektrische Anschlussstelle auf. Dies ermöglicht einen einfachen Anschluss aller Sensoren der Sensorbaugruppe an das Belüftungssystem.Preferably the sensor arrangement has a common electrical connection point on. this makes possible a simple connection of all sensors of the sensor assembly the ventilation system.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die erste und zweite Messkammer jeweils Gaseintrittsöffnungen auf, die auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses angeordnet sind und in die zugeordneten Messkammern münden. Dies ermöglicht eine einfache Ausführungsform der Sensorbaugruppe, in der die verschiedenen Messkammern über ihre jeweiligen Gaseintrittsöffnungen mit verschiedenen Bereichen des Belüftungssystems oder des Fahrzeuginnenraums verbunden werden können.According to one preferred embodiment the first and second measuring chambers each gas inlet openings on that on opposite Sides of the case are arranged and open into the associated measuring chambers. This allows a simple embodiment the sensor assembly, in which the various measuring chambers on their respective gas inlet openings with different areas of the ventilation system or the vehicle interior can be connected.
Darüber hinaus wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Belüftungssystem für einen Fahrzeuginnenraum, insbesondere eine Fahrzeugklimaanlage, gelöst, das einen Frischluftkanal und eine oben beschriebene Sensorbaugruppe aufweist, wobei die erste Messkammer über eine Gaseintrittsöffnung mit dem zum Fahrzeuginnenraum führenden Frischluftkanal und die zweite Messkammer über eine Gaseintrittsöffnung mit dem Fahrzeuginnenraum in Verbindung steht. Das erfindungsgemäße Belüftungssystem ermöglicht auf diese Weise eine Messung von CO2 im Fahrzeuginnenraum und eine Messung von CO und/oder NOx im Frischluftkanal. Es kann somit mit einer einzigen Sensorbaugruppe sowohl die Luftqualität im Fahrzeuginnenraum als auch die Luftqualität im Frischluftkanal bestimmt werden. Durch das erfindungsgemäße Belüftungssystem sind das Gehäuse des Systems und die Sensorbaugruppe eine Montageeinheit.In addition, the object of the invention by a ventilation system for a vehicle interior, in particular a vehicle air conditioner, having a fresh air duct and a sensor assembly described above, wherein the first measuring chamber via a gas inlet opening leading to the vehicle interior fresh air duct and the second measuring chamber via a gas inlet opening communicates with the vehicle interior. The ventilation system according to the invention thus enables a measurement of CO 2 in the vehicle interior and a measurement of CO and / or NO x in the fresh air duct. It can thus be determined with a single sensor module both the air quality in the vehicle interior and the air quality in the fresh air duct. Due to the ventilation system according to the invention, the housing of the system and the sensor assembly are a mounting unit.
Die zweite Messkammer kann über eine Gaseintrittsöffnung mit einem Luftrückführkanal und damit mit dem Fahrzeuginnenraum in Verbindung stehen.The second measuring chamber can over a gas inlet opening with an air return channel and thus communicate with the vehicle interior.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Sensorbaugruppe in oder an einer Wand des Frischluftkanals angeordnet. Dies ermöglicht einen direkten Anschluss der ersten Messkammer an die bewegte Luft im Frischluftkanal.According to one preferred embodiment of Invention is the sensor assembly in or on a wall of the fresh air duct arranged. this makes possible a direct connection of the first measuring chamber to the moving air in the fresh air channel.
Beispielsweise ist die Sensorbaugruppe innerhalb eines Gehäuses der Klimaanlage angeordnet. Auf diese Weise kann die Sensorbaugruppe im Gehäuse der Klimaanlage vormontiert werden, wodurch der Einbau des Belüftungssystems ins Fahrzeug vereinfacht wird.For example the sensor assembly is disposed within a housing of the air conditioner. In this way, the sensor assembly in the housing of the air conditioning pre-assembled which allows the installation of the ventilation system into the vehicle is simplified.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Sensorbaugruppe in oder an einer Außenwand eines Gehäuses der Klimaanlage angeordnet. Dies ermöglicht eine einfache Verbindung der zweiten Messkammer mit dem Fahrzeuginnenraum.According to one another embodiment is the sensor assembly in or on an outer wall of a housing of the Air conditioning arranged. this makes possible a simple connection of the second measuring chamber with the vehicle interior.
Die Sensorbaugruppe kann mit ihrer zweiten Messkammer in den Fahrzeuginnenraum ragen, wodurch die Koppelung der zweiten Messkammer mit dem Fahrzeuginnenraum direkter ist.The Sensor assembly can with their second measuring chamber in the vehicle interior protrude, causing the coupling of the second measuring chamber with the vehicle interior is more direct.
Vorteilhafterweise ist das Gehäuse der Klimaanlage an einer Fahrzeugspritzwand befestigt. Der Sensor kann dann eventuell durch die Spritzwand in den Fahrzeuginnenraum ragen.advantageously, is the case the air conditioning attached to a vehicle spray wall. The sensor Can then possibly through the bulkhead in the vehicle interior protrude.
Vorzugsweise ist die Sensorbaugruppe über einen singulären Kabelstrang mit einer Steuereinheit des Belüftungssystems verbunden. Dies ermöglicht eine einfache und übersichtliche Verkabelung des Belüftungssystems.Preferably is the sensor assembly over one singular Wiring harness connected to a control unit of the ventilation system. This allows one simple and clear Wiring of the ventilation system.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Steuerung eines Belüftungssystems für einen Fahrzeuginnenraum, insbesondere einer Fahrzeugklimaanlage, mit einer automatischen Steuereinheit für eine Frischluft/Umluft-Klappe, welches erfindungsgemäß die folgenden Verfahrensschritte umfasst: eine CO2-Konzentration im Fahrzeuginnenraum und eine CO- und/oder NOx-Konzentration in einem Frischluftkanal wird gemessen. Ein zumindest teilweises Öffnen der Frischluft/Umluft-Klappe erfolgt, falls die CO2-Konzentration über einer ersten vorbestimmten CO2-Konzentrationsgrenze und die CO- und/oder NOx-Konzentration unter einer vorbestimmten Abgaskonzentrationsobergrenze liegt; ein Schließen der Frischluft/Umluft-Klappe erfolgt, falls die CO- und/oder NOx-Konzentration über der Abgaskonzentrationsobergrenze liegt; und ein zumindest teilweises Öffnen der Frischluft/Umluft-Klappe erfolgt, falls die CO2-Konzentration über einem vorbestimmten CO2-Maximum liegt. Die Steuerung des Belüftungssystems erfolgt somit sowohl in Abhängigkeit der CO2-Konzentration im Fahrzeuginnenraum als auch in Abhängigkeit von der CO- und/oder NOx-Konzentration im Frischluftkanal. Die Steuerung ermöglicht dabei einerseits ein automatisches Umschalten des Belüftungssystems in den Umluftbetrieb bei einer hohen Abgaskonzentration im Frischluftkanal, beispielsweise falls sich das Fahrzeug in einem Verkehrsstau oder in einem Tunnel befindet, und andererseits ein automatisches Umschalten des Belüftungssystems auf eine Frischluftzufuhr, falls die CO2-Konzentration im Fahrzeuginnenraum ansteigt, wodurch Müdigkeitserscheinungen der Fahrzeuginsassen bei zu hoher CO2-Konzentration verhindert werden. Durch die kombinierte Messung der CO2- und Abgaskonzentration kann die Steuerung das Belüftungssystem bei mittleren CO2-Werten in Abhängigkeit von der Abgaskonzentration steuern.The invention further relates to a method for controlling a ventilation system for a vehicle interior, in particular a vehicle air conditioning system, with an automatic control unit for a fresh air / recirculation flap, which according to the invention comprises the following steps: a CO 2 concentration in the vehicle interior and a CO and / or NO x concentration in a fresh air duct is measured. An at least partial opening of the fresh air / recirculating air flap takes place if the CO 2 concentration is above a first predetermined CO 2 concentration limit and the CO and / or NO x concentration is below a predetermined upper limit of exhaust gas concentration; a closing of the fresh air / circulating air flap takes place if the CO and / or NO x concentration is above the upper limit of the exhaust gas concentration; and an at least partial opening of the fresh air / recirculated-air flap takes place if the CO 2 concentration is above a predetermined CO 2 maximum. The control of the ventilation system thus takes place both as a function of the CO 2 concentration in the vehicle interior and in dependence on the CO and / or NO x concentration in the fresh air duct. On the one hand, the control makes it possible to automatically switch the ventilation system into the recirculation mode with a high exhaust gas concentration in the fresh air channel, for example if the vehicle is in a traffic jam or in a tunnel, and on the other hand to automatically switch the ventilation system to a fresh air supply, if the CO 2 Concentration in the vehicle interior increases, whereby fatigue symptoms of the vehicle occupants are prevented at too high a CO 2 concentration. Through the combined measurement of the CO 2 and exhaust gas concentration, the controller can control the ventilation system at mean CO 2 values as a function of the exhaust gas concentration.
Gemäß einer weiteren Verfahrensvariante wird in einem Frischluftkanal ein vom Menschen wahrnehmbarer Geruchsstoff gemessen, und die Steuereinheit steuert die Frischluft/Umluft-Klappe in Abhängigkeit von den Ergebnissen der Geruchsstoffmessung, insbesondere durch Schließen der Frischluft/Umluft-Klappe bei Detektion des Geruchsstoffes. Auf diese Weise kann ein Eindringen von übel riechenden Geruchsstoffen, wie zum Beispiel landwirtschaftlichen Gerüchen, insbesondere Gülle, oder dem Geruch von Skunks durch das Belüftungssystem in den Fahrzeuginnenraum verhindert werden.According to one Another variant of the method is in a fresh air channel from the Humans perceivable odorant measured, and the control unit controls the fresh air / recirculation flap depending on the results Odor measurement, in particular by closing the Fresh air / recirculation flap on detection of the odorant. To this Way, a penetration of evil smelling odors, such as agricultural Smells, especially manure, or the smell of skunk through the ventilation system into the vehicle interior be prevented.
Vorzugsweise öffnet die Steuereinheit im Umluftbetrieb des Belüftungssystems die Frischluft/Umluft-Klappe zumindest teilweise, falls kein Geruchsstoff detektiert wird und die CO2-Konzentration über einer vorbestimmten zweiten CO2-Konzentrationsgrenze liegt, wobei die zweite CO2-Konzentrationsgrenze vorzugsweise unter der ersten CO2-Konzentrationsgrenze und dem CO2-Maximum liegt. Auf diese Weise kann bei einer vorbestimmten CO2-Konzentration, insbesondere im unteren mittleren Bereich, ein automatisches Umschalten zwischen Umluft- und Frischluftbetrieb des Belüftungssystems in Abhängigkeit von einem detektierten Geruchsstoff durchgeführt werden.Preferably, in the recirculation mode of the ventilation system, the control unit opens the fresh air / recirculation flap at least partially, if no odorant is detected and the CO 2 concentration is above a predetermined second CO 2 concentration limit, the second CO 2 concentration limit preferably below the first CO 2 concentration limit and the CO 2 maximum. In this way, at a predetermined CO 2 concentration, in particular in the lower central region, an automatic switching between recirculation and fresh air operation of the ventilation system in response to a detected odorant can be performed.
Das Belüftungssystem wird vorteilhafterweise im Grundzustand im Umluftbetrieb betrieben. Auf diese Weise kann das Belüftungssystem insbesondere bei einer Aufheizung oder Abkühlung der Luft energiesparend arbeiten, da im Umluftbetrieb bereits aufgeheizte bzw. abgekühlte Luft aus dem Fahrzeuginnenraum aufgeheizt bzw. abgekühlt wird.The ventilation system is advantageously operated in the ground state in the recirculation mode. In this way, the ventilation system especially in a heating or cooling of the air energy-saving work, since in recirculation already heated or cooled air is heated or cooled from the vehicle interior.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description and from the following drawings, to the reference is taken. In the drawings show:
Die
Sensorbaugruppe
Auf
der rechten Seite der Sensorbaugruppe
In
der ersten Messkammer
Optional
kann ein zusätzlicher
Sensor oder können
mehrere verschiedene zusätzliche
Sensoren in der ersten Messkammer
Es können auch mehrere Gassensoren zur Detektion von mehreren verschiedenen Geruchsstoffen vorgesehen sein, z. B. zur Bestimmung von landwirtschaftlichen Gerüchen, insbesondere Güllegeruch, oder von Skunkgeruch.It can also several gas sensors for the detection of several different ones Odors are provided, for. B. for the determination of agricultural Smells, especially slurry smell, or from Skunk smell.
Auf
der linken Seite der Sensorbaugruppe
In
der zweiten Messkammer
Ein
optionaler, mit gepunkteter Linie gezeigter, zusätzlicher Sensor kann ein Luftfeuchtigkeitssensor
Eine
dritte Kammer
In
der dritten Kammer
In
Am
Gehäuse
Eine
Fahrzeugspritzwand
Nach
der Frischluft/Umluft-Klappe
Optional
kann ein mit gepunkteter Linie gezeigter Luftrückführkanal
Eine
oben beschriebene Sensorbaugruppe
Die
Sensorbaugruppe
Die
erste Messkammer
Es
ist insbesondere auch möglich,
dass die Frischluft/Umluft-Klappe
Die
Sensorbaugruppe
Im
Folgenden wird ein Verfahren zur Steuerung des Belüftungssystems
In
einem ersten Verfahrensschritt wird eine CO2-Konzentration
im Fahrzeuginnenraum
Falls
die CO2-Konzentration über einer ersten vorbestimmten
CO2-Konzentrationsgrenze
und die CO- und NOx-Konzentration unter
einer vorbestimmten Abgaskonzentrationsobergrenze liegt, wird die
Frischluft/Umluft-Klappe
Falls
die CO- und/oder die NOx-Konzentration über der
Abgaskonzentrationsobergrenze liegt, wird die Frischluft/Umluft-Klappe
Falls
die CO2-Konzentration über einem vorbestimmten CO2-Maximum liegt, wird die Frischluft/Umluft-Klappe
Eine hohe CO2-Konzentration kann Ermüdungserscheinungen bei den Fahrzeuginsassen bewirken. Für das vorbestimmte CO2-Maximum kann beispielsweise ein Wert von 2.500 ppm, für die erste vorbestimmte CO2-Konzentrationsgrenze beispielsweise ein Wert von 800 ppm gewählt werden. Es können natürlich auch andere CO2-Konzentrationen für das CO2-Maximum und die erste vorbestimmte CO2-Konzentrationsgrenze vorbestimmt werden.A high CO 2 concentration can cause fatigue in the vehicle occupants. For example, a value of 2,500 ppm can be selected for the predetermined CO 2 maximum, for example a value of 800 ppm for the first predetermined CO 2 concentration limit. Of course, other CO 2 concentrations for the CO 2 maximum and the first predetermined CO 2 concentration limit can be predetermined.
Ist
ein oder sind mehrere optionale Gassensoren
Vorzugsweise
erfolgt die Steuerung der Frischluft/Umluft-Klappe
In
einem besonders bevorzugten Steuerungsverfahren für das Belüftungssystem
Bei
längerem
Betrieb des Belüftungssystems
Erreicht
die CO2-Konzentration die zweite CO2-Konzentrationsgrenze, so öffnet die
Steuereinheit die Frischluft/Umluft-Klappe
Bei
weiterem Ansteigen der CO2-Konzentration
wird die erste vorbestimmte CO2-Konzentrationsgrenze
erreicht, wobei die Frischluft/Umluft-Klappe
Erreicht
die CO2-Konzentration das vorbestimmte CO2-Maximum, so wird die Frischluft/Umluft-Klappe
Bei
CO2-Konzentrationen im Fahrzeuginnenraum
Es
ist natürlich
möglich,
den Öffnungsgrad der
Frischluft/Umluft-Klappe
Die
Sensordaten der Luftfeuchtigkeitssensoren
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