DE102004049855B3 - Acquisition method for the solar irradiation and ambient temperature in a vehicle cabin comprises switching an anode of a photodiode towards a mass and the cathode via a resistor towards a supply voltage - Google Patents
Acquisition method for the solar irradiation and ambient temperature in a vehicle cabin comprises switching an anode of a photodiode towards a mass and the cathode via a resistor towards a supply voltage Download PDFInfo
- Publication number
- DE102004049855B3 DE102004049855B3 DE102004049855A DE102004049855A DE102004049855B3 DE 102004049855 B3 DE102004049855 B3 DE 102004049855B3 DE 102004049855 A DE102004049855 A DE 102004049855A DE 102004049855 A DE102004049855 A DE 102004049855A DE 102004049855 B3 DE102004049855 B3 DE 102004049855B3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- temperature
- light
- photodiode
- control device
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 28
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 6
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 16
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 7
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 241001295925 Gegenes Species 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000023077 detection of light stimulus Effects 0.000 description 1
- 230000010259 detection of temperature stimulus Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/44—Electric circuits
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00735—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models
- B60H1/0075—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models the input being solar radiation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
- G01K1/20—Compensating for effects of temperature changes other than those to be measured, e.g. changes in ambient temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2130/00—Control inputs relating to environmental factors not covered by group F24F2110/00
- F24F2130/20—Sunlight
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J2001/4266—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors for measuring solar light
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Solareinstrahlung und der Umgebungstemperatur im Fahrgastraum eines Fahrzeugs unter Verwendung eines unbelüfteten Temperatursensors.The The invention relates to a method for detecting solar radiation and the ambient temperature in the passenger compartment of a vehicle below Use of an unventilated Temperature sensor.
Die Klimatisierung von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, dient sowohl den Komfortbedürfnissen der Fahrzeuginsassen als auch der Sicherheit im Straßenverkehr. Das Klimatisierungssystem der Kraftfahrzeuge umfasst neben dem Heiz- und Kältekreislauf das Klimagerät, die Luftverteileinrichtungen, aber auch das Bediengerät für die Klimaanlage mit der Regeleinrichtung und den zugehörigen Sensoren.The Air conditioning of vehicles, especially motor vehicles, serves both the comfort needs the vehicle occupants as well as road safety. The air conditioning system of motor vehicles includes in addition to the heating and Refrigeration circuit the air conditioner, the air distribution devices, but also the control unit for the air conditioning with the control device and the associated sensors.
Die Sensoren erfassen relevante Zustandsgrößen, wie z. B. Temperatur, Feuchte, Schadstoffbelastung oder Solareinstrahlung im und ggf. auch außerhalb des Fahrgastraumes, und leiten diese Informationen an die Regeleinrichtung weiter. In der Regeleinrichtung erfolgt der Vergleich dieser Zustandsgrößen mit Sollgrößen, wobei in Abhängigkeit einer ermittelten Regelabweichung das Klimatisierungssystem die erforderlichen Maßnahmen zum Erreichen der gewünschten Komfortbedingungen veranlasst.The Sensors detect relevant state variables, such. Temperature, Moisture, pollutant load or solar radiation in and possibly also outside of the passenger compartment, and pass this information to the control device further. In the control device, the comparison of these state variables with Target sizes, where dependent on a determined deviation the air conditioning system necessary measures to achieve the desired Comfort conditions causes.
Auf dem Markt befindliche Sensoren zur Erfassung der Innenraumtemperatur lassen sich üblicherweise in belüftete Temperatursensoren und unbelüftete Temperatursensoren klassifizieren.On the market sensors for detecting the interior temperature can usually be in ventilated Temperature sensors and non-ventilated Classify temperature sensors.
Zum Betrieb von belüfteten Temperatursensoren ist ein einen Luftstrom erzeugender Belüftungsmotor bzw. Lüfter notwendig. Darüber erzeugen Belüftungsmotoren bzw. Lüfter in Abhängigkeit ihrer Konstruktion, des Volumenstroms und der erforderlichen Druckerhöhung naturgemäß eine Schallleistung, die ggf. zu einer unerwünschten Geräuschbelästigung führt.To the Operation of ventilated Temperature sensors is a ventilation motor that generates an airflow or fan necessary. About that generate ventilation motors or fan dependent on their design, the volume flow and the required pressure increase naturally a sound power, the possibly to an undesirable noise pollution leads.
Unbelüftete Temperatursensoren weisen hingegen zur exakten Erfassung der Innentemperatur eines Fahrgastraumes typischerweise zwei Messstellen auf. Als erste Messstelle ist hierbei eine Photodiode zur Erfassung der Solareinstrahlung, und als zweite Messstelle ist ein NTC-Widerstand zur Erfassung der Temperatur vorgesehen. Diese Bauteile sind entweder als separate Bauteile, oder aber als ein kombiniertes, und damit sehr teures Bauteil auf einer flexiblen Leiterplatte in der Gehäusefront der Regeleinrichtung angeordnet.Unventilated temperature sensors On the other hand, they indicate the exact temperature of an internal temperature Passenger compartment typically two measuring points. As the first measuring point Here is a photodiode for detecting solar radiation, and as a second measuring point is an NTC resistor for detecting the Temperature provided. These components are either separate Components, or as a combined, and therefore very expensive Component on a flexible circuit board in the housing front the control device arranged.
Aus
dem Stand der Technik ist in diesem Zusammenhang die
Die
Ferner
offenbart die
Die vorgenannten Lösungen haben gemeinsam, dass zwar einerseits durch Anordnung mehrerer, die Störgrößen berücksichtigende Temperatursensoren deren Ausgangssignale gegeneinander gewichtet oder miteinander verknüpft werden, eine repräsentative Fahrgastraumtemperatur ermittelt wird; der Aufwand dazu ist jedoch nicht unerheblich.The aforementioned solutions have in common that, on the one hand, by arranging several, considering the disturbances Temperature sensors whose output signals weighted against each other or linked together become, a representative Passenger compartment temperature is determined; the effort is, however not insignificant.
Bei weiteren Lösungen werden die Möglichkeiten einer bidirektional betreibbaren Photodiode und die Möglichkeiten einer derartigen Photodiode, sowohl Lichtleistung als auch Temperatur zu erfassen, die dem Durchschnittsfachmann bekannt sind, diskutiert, jedoch bleibt der derzeit ermittelte Stand der Technik bei dieser Erkenntnis stehen.at other solutions become the possibilities a bidirectionally operable photodiode and the possibilities such a photodiode, both light output and temperature discussed to those of ordinary skill in the art, however, the current state of the art in this remains Knowledge stand.
So
betrifft die
In
der
Die
Die
Die
Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, ein Verfahren zur Erfassung der Solareinstrahlung und der Umgebungstemperatur im Fahrgastraum eines Fahrzeugs zu entwickeln, das zuverlässig ist und das nur unter Verwendung einer geringen Anzahl von elektronischen Bauteilen realisiert werden kann.The The object of the invention is now a method for detection the solar radiation and the ambient temperature in the passenger compartment to develop a vehicle that is reliable and only under Using a small number of electronic components realized can be.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Verfahren zur Erfassung der Solareinstrahlung und der Umgebungstemperatur im Fahrgastraum eines Fahrzeugs, bei dem unter Verwendung einer einen A/D-Wandler aufweisenden Regeleinrichtung, die zwei unterschiedliche Eingangssignale einer bidirektional betreibbaren Photodiode empfängt und verarbeitet sowie mindestens ein Ausgangssignal liefert, folgende Teilschritte umfasst:
- [A] Messung der Solareinstrahlung im Fahrgastraum, wobei die Anode der Photodiode gegen Masse und die Kathode über einen Widerstand gegen die Versorgungsspannung geschaltet werden und die lichtabhängige Photospannung als erstes Eingangssignal der Regeleinrichtung zugeführt wird, und
- [B] Messung der Umgebungstemperatur im Fahrgastraum, wobei die Kathode der Photodiode gegen Masse und die Anode über einen Widerstand gegen die Versorgungsspannung geschaltet werden und die temperaturabhängige Durchlassspannung als zweites Eingangssignal der Regeleinrichtung zugeführt wird.
- [A] measurement of the solar irradiation in the passenger compartment, wherein the anode of the photodiode to ground and the cathode are connected via a resistance to the supply voltage and the light-dependent photovoltage is supplied as a first input signal to the control device, and
- [B] Measurement of the ambient temperature in the passenger compartment, wherein the cathode of the photodiode to ground and the anode are connected via a resistor to the supply voltage and the temperature-dependent forward voltage is supplied as a second input signal to the control device.
Bei der Messung der Solareinstrahlung wird die Photodiode rückwärts, also in ihrer Sperrrichtung, betrieben, wobei die lichtabhängige Photospannung unverstärkt dem Analogeingang des A/D-Wandlers der Regeleinrichtung zugeführt wird. Bei der Messung der Umgebungstemperatur im Fahrgastraum hingegen wird die Photodiode vorwärts, also in Durchlassrichtung, betrieben, wobei die temperaturabhängige Durchlassspannung unter Verwendung eines Differenzverstärkers verstärkt dem Analogeingang des A/D-Wandlers der Regeleinrichtung zugeführt wird.at the measurement of solar radiation, the photodiode is backwards, so in their reverse direction, operated, the light-dependent photo voltage unreinforced the Analog input of the A / D converter of the control device is supplied. When measuring the ambient temperature in the passenger compartment, however does the photodiode move forward, ie in the forward direction, operated, the temperature-dependent forward voltage using a differential amplifier amplifies the analog input of the A / D converter supplied to the control device becomes.
Mit dem vorliegenden Verfahren kann demnach nur mit einem einzigen, als Photodiode ausgebildeten optischen Sensor bzw. Detektor zwei voneinander unabhängige Parameter, nämlich die Solareinstrahlung und die Temperatur des Sensors, erfasst und zur Auswertung an die Regeleinrichtung weitergeleitet werden. Die aus der Solareinstrahlungsmessung erhaltenen Informationen werden verwendet, um den Einfluss der Solareinstrahlung, welche eine größere Erwärmung des Umgebungsbereichs der Photodiode bei dunkleren Standorten verursacht, bei der Ermittlung einer exakten Umgebungstemperatur zu berücksichtigen.With According to the present method, only a single, formed as a photodiode optical sensor or detector two independent from each other Parameters, namely the solar radiation and the temperature of the sensor, recorded and forwarded for evaluation to the control device. The information obtained from the solar radiation measurement used to reduce the influence of solar radiation, which causes greater warming of the solar energy Caused the surrounding area of the photodiode at darker locations, to be considered when determining an exact ambient temperature.
Die beiden vorzugsweise nacheinander erfassten Signale bilden eine Messung; mehrere Messungen werden nach einem Programm in der Regeleinrichtung abgearbeitet und bilden einen Messzyklus.The two preferably sequentially detected signals form a measurement; Several measurements are taken after a program in the control device processed and form a measuring cycle.
Das von der Regeleinrichtung gelieferte Ausgangssignal ist dabei bevorzugt ein die Fahrgastraumtemperatur repräsentierendes Signal.The The output signal supplied by the control device is preferred a signal representing the cabin temperature.
Um die Ausgangsspannung des im Temperaturmesstrieb benötigten Verstärkers im Bereich der Eingangsspannung des Analogeingangs des A/D-Wandlers der Regeleinrichtung zu halten, ist es notwendig, einen Differenzverstärker vorzusehen. Die Vorteile des Differenzverstärkers im Einzelnen sind:
- • Minimierung der Offsetspannung,
- • Verstärkung der temperaturabhängigen Durchlassspannung innerhalb des Bereiches der Eingangsspannung des A/D-Wandlers sowie
- • Unterdrückung von Gleichtaktstörsignalen gegenüber Differenzsignalen.
- Minimizing the offset voltage,
- • amplification of the temperature-dependent forward voltage within the range of the input voltage of the A / D converter as well
- • Suppression of common-mode interference signals compared to differential signals.
Im Temperaturmessbetrieb [B] wird die temperaturabhängige Durchlassspannung der Photodiode unter Verwendung dieses Differenzverstärkers, dessen hohe Offsetspannung durch eine hochgenaue Referenzspannung weitgehend kompensiert wird, verstärkt.in the Temperature measuring operation [B] is the temperature-dependent forward voltage of Photodiode using this differential amplifier whose high offset voltage due to a highly accurate reference voltage largely is compensated, amplified.
Der Differenzverstärker hat vorzugsweise einen konstanten Verstärkungsfaktor, der sich aus der Größe und der Verschaltung von zusätzlich benötigten Widerständen ermittelt.Of the differential amplifier preferably has a constant gain factor that is made up of the size and the Interconnection of additional required resistors determined.
Die Referenzspannung wird von einer Referenzspannungsdiode geliefert. Zum Zwecke der Stabilisierung der Referenzspannung wird die Referenzspannungsdiode mit vorgeschaltetem Widerstand gegen die Versorgungsspannung geschaltet und die Referenzspannung mittels eines Spannungsteilers herabgesetzt und nachfolgend zum negativen Eingang des Differenzverstärkers geführt.The Reference voltage is supplied by a reference voltage diode. For the purpose of stabilizing the reference voltage, the reference voltage diode connected with upstream resistance to the supply voltage and the reference voltage is lowered by means of a voltage divider and subsequently routed to the negative input of the differential amplifier.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zusätzlich ein zwischen der Versorgungsspannung und dem negativen Eingang des Differenzverstärkers sich erstreckender Stromkreis mit einem Widerstand vorgesehen, um die Schwankungen der Versorgungsspannung im Temperaturmessbetrieb [B] auf die Referenzspannung abzubilden bzw. diese Schwankungen zu kompensieren.In a preferred embodiment of the invention is additionally a between the supply voltage and the negative input of the differential amplifier itself extending circuit provided with a resistor to the Fluctuations of the supply voltage in temperature measuring operation [B] to map to the reference voltage or to compensate for these fluctuations.
In der Praxis wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Erfassung der Solareinstrahlung und der Umgebungstemperatur mit einer elektronischen Schaltung realisiert, bei der die Photodiode in einer H-Brücke betrieben wird. Die H-Brücke umfasst zwei parallele Stromkreise, die jeweils einen gegen die Versorgungsspannung geschalteten Widerstand und jeweils einen gegen Masse geschalteten Schalter aufweisen. Während die Kathode der zwischen den beiden parallel geschalteten Stromkreisen platzierten Photodiode unmittelbar zum analogen (positiven) Eingang des A/D-Wandlers der Regeleinrichtung führt, wird die Anode der Photodiode mittelbar unter Verwendung des Differenzverstärkers gegen den analogen (positiven) Eingang des A/D-Wandlers der Regeleinrichtung geführt. Durch ein wechselseitiges Öffnen bzw. Schließen der beiden Schalter kann somit nacheinander bzw. abwechselnd die Solareinstrahlung und die Umgebungstemperatur mittels der Photodiode erfasst werden.In In practice, the inventive method for detection the solar radiation and the ambient temperature with an electronic circuit realized, in which the photodiode is operated in an H-bridge. The H-bridge includes two parallel circuits, each one against the supply voltage switched resistor and each one connected to ground Have switch. While the cathode of the circuits connected in parallel between the two placed photodiode directly to the analog (positive) input of the A / D converter of the control device, the anode of the photodiode indirectly using the differential amplifier against the analog (positive) Input of the A / D converter of the control device out. By a mutual opening or Close the two switches can thus successively or alternately the Solar radiation and the ambient temperature by means of the photodiode be recorded.
Bei einer ersten Schaltstellung der parallel betriebenen Schalter ist die Kathode der Photodiode gegen Masse geschaltet. In diesem Zustand arbeitet die Photodiode als Temperaturmesser, wobei die Vorwärtsspannung der Photodiode mittels des Differenzverstärkers verstärkt wird und dem A/D-Wandlers der Regeleinrichtung zugeführt wird. Bei einer zweiten Schaltstellung der parallel betriebenen Schalter hingegen ist die Anode der Photodiode gegen Masse geschaltet. In diesem Zustand arbeitet die Photodiode als Solareinstrahlungsmesser, wobei die Rückwärtsspannung der Photodiode unmittelbar dem A/D-Wandlers der Regeleinrichtung zugeführt wird.In a first switching position of the switches operated in parallel, the cathode of the photodiode switched to ground. In this state, the photodiode operates as a temperature meter, wherein the forward voltage of the photodiode is amplified by means of the differential amplifier and the A / D converter of the control device is supplied. In a second switching position of the parallel operated switch, however, the anode of the photodiode is connected to ground. In this state, the photodiode operates as a solar radiation meter, wherein the reverse voltage of the photodiode is fed directly to the A / D converter of the control device.
Die Ermittlung der nicht lichteinstrahlungskompensierten Temperatur TNOCOMP (Temperaturmessung) und der lichteinstrahlungskompensierten Temperatur TCOMP (Solareinstrahlungsmessung) in der Regeleinrichtung erfolgt unter der Berücksichtigung folgender Parameter:
- UTEMP
- = Eingangsspannung an der Auswert- und Steuereinheit am Port IN1,
- OFFSET20,D
- = Ausgangsspannung des Verstärkers bei 20°C und Dunkelheit,
- k
- = Verstärkungsfaktor des Differenzverstärkers,
- TKSENSITIV
- = Temperaturkoeffizient der Vorwärtsspannung in [V/°C] (Temperaturturmessbetrieb),
- TCOMP
- = lichteinstrahlungskompensierte Temperatur,
- TNOCOMP
- = nichtlichteinstrahlungskompensierte Temperatur,
- USUPPLY
- = Versorgungsspannung,
- ULIGHT
- = Eingangsspannung an der Auswert- und Steuereinheit am Port IN2,
- KFLIGHT
- = Verstärkungsfaktor des Differenzverstärkers in [°C/V],
- S1
- = Steuerregister für Schaftelement S1,
- S2
- = Steuerregister für Schaltelement S2, wobei für S1 und S2 gilt: 0 = offen bzw. hohe Impedanz und 1 = geschlossen und niedrige Impedanz.
- U TEMP
- = Input voltage at the evaluation and control unit at port IN1,
- OFFSET 20, D
- = Output voltage of the amplifier at 20 ° C and darkness,
- k
- = Amplification factor of the differential amplifier,
- TK SENSITIVE
- = Temperature coefficient of the forward voltage in [V / ° C] (temperature measuring operation),
- T COMP
- = light radiation compensated temperature,
- T NOCOMP
- = non-light irradiation-compensated temperature,
- U SUPPLY
- = Supply voltage,
- U LIGHT
- = Input voltage at the evaluation and control unit at port IN2,
- KF LIGHT
- = Amplification factor of the differential amplifier in [° C / V],
- S 1
- = Control register for shaft element S1,
- S 2
- = Control register for switching element S2, where S1 and S2 are: 0 = open or high impedance and 1 = closed and low impedance.
Die
nicht lichteinstrahlungskompensierte Temperatur bzw. die lichteinstrahlungskompensierte Temperatur
werden dann gemäß der nachfolgenden Gleichungen
(1) und (2) ermittelt:
Zur alternierenden Erfassung der Solareinstrahlung und der Umgebungstemperatur mittels der erfindungsgemäß verschalteten Photodiode wird in der Regeleinrichtung nachtstehende Schleife abgearbeitet:
- Normalbetrieb: S1 = 0 und S2 = 0
- Schleifenstart: S1 = 1 und S2 = 0, UTEMP = Analogeingang IN1 des AD-Wandlers, S1 = 0 und S2 = 1, ULIGHT = Analogeingang IN2 des AD-Wandlers, S1 = 0 und S2 = 0, TNOCOMP = 20 + (UTEMP – OFFSET20)/(k·TKSENSITIV), TCOMP = TNOCOMP + NSUPPLY – ULIGHT·KFLIGHT, Warte bis nächste Messung, Schleifenende.
- Normal operation: S 1 = 0 and S 2 = 0
- Loop start: S 1 = 1 and S 2 = 0, U TEMP = analog input IN1 of the AD converter, S 1 = 0 and S 2 = 1, U LIGHT = analog input IN2 of the AD converter, S 1 = 0 and S 2 = 0, T NOCOMP = 20 + (U TEMP - OFFSET 20 ) / (k · TK SENSITIVE ), T COMP = T NOCOMP + N SUPPLY - U LIGHT · KF LIGHT , wait until next measurement, loop end.
Aufgrund der Tatsache, dass die Vorwärtsspannung der Photodiode produktionsbedingt sehr stark streut, ist eine Kalibrierung der Photodiode notwendig. Die Kalibrierung der Photodiode erfolgt dazu bei einer bekannten Temperatur. Vorzugsweise wird deshalb die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers bei völliger Dunkelheit und 20 °C Referenztemperatur über den Port IN1 in den A/D-Wandler der Regeleinrichtung eingelesen und in der nichtflüchtigen Speicherzelle OFFSET20,D abgelegt.Due to the fact that the forward voltage of the photodiode due to production very strong scatter, a calibration of the photodiode is necessary. The calibration of the photodiode is done at a known temperature. Preferably, therefore, the output voltage of the differential amplifier is read in the dark and 20 ° C reference temperature via the port IN1 in the A / D converter of the controller and stored in the non-volatile memory cell OFFSET 20, D.
Erfindungsgemäß kann für den Fall, dass die Photodiode in der Regeleinrichtung platziert wird, die Kalibrierung werkseitig am Linienende der Steuergeräteproduktion erfolgen.According to the invention, in case that the photodiode is placed in the controller, the calibration factory done at the end of the line of ECU production.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Photodiode als externer Solareinstrahlungssensor verwendet wird, welcher erst im Rahmen der Fahrzeugproduktion verdrahtet und im Fahrzeug platziert wird. Da die Montage der Fahrzeuge für gewöhnlich in einem Gebäude erfolgt, wird die Photodiode nicht unerwünscht durch Sonneneinstrahlung aufgeheizt. Zur Kalibrierung der Photodiode wird dann als Referenztemperatur die Temperatur der in den Ausblasdüsen platzierten Temperatursensoren verwendet und auf diese Temperatur abgeglichen.at A further embodiment of the invention provides that the photodiode is used as an external solar radiation sensor, which first wired in the context of vehicle production and in the Vehicle is placed. Since the assembly of the vehicles is usually in a building takes place, the photodiode is not undesirable heated by sunlight. For calibration of the photodiode then the reference temperature is the temperature of the temperature sensors placed in the exhaust nozzles used and adjusted to this temperature.
Eine vergleichbare Vorgehensweise zur Kalibrierung der Photodiode kann im Rahmen der Wartung und/oder der Inspektion der Fahrzeuge in einer Autowerkstatt oder Servicepunkt erfolgen, wenn beispielsweise die als externer Solareinstrahlungssensor verwendete Photodiode oder aber die die Photodiode enthaltende Regeleinrichtung ausgetauscht werden müssen.A comparable procedure for calibrating the photodiode can as part of the maintenance and / or inspection of vehicles in an auto repair shop or service point if, for example, the as external Solar radiation sensor used photodiode or the Photodiode containing control device must be replaced.
Der Weg des Erfindungsgedankens wird auch dann nicht verlassen, wenn eine der zu klimatisierenden Zonen im Fahrzeug entsprechende Anzahl an Photodioden vorgesehen werden, deren lichtabhängige Photospannungen bzw. temperaturabhängige Durchlassspannungen als Eingangsgrößen der Regeleinrichtung einer Mehrzonenklimaanlage zugeführt werden. Somit können unterschiedlich temperierte Umgebungsbereiche der platzierten Photodioden – die durch eine Relativbewegung des Fahrzeugs zur Sonne entstehen – zielgerichtet erfasst und nachfolgend zur Ermittlung einer „wahren" Klimazonentemperatur herangezogen werden.The path of the inventive concept is not abandoned even if one of the zones to be air-conditioned in the vehicle corresponding number of photodiodes are provided, the light-dependent photovoltage or temperature-dependent forward voltages supplied as input variables of the control device of a multi-zone air conditioning be led. Thus, differently tempered environmental regions of the placed photodiodes-which are produced by a relative movement of the vehicle to the sun-can be purposefully detected and subsequently used to determine a "true" climate zone temperature.
Die signifikanten Vorteile und Merkmale der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik sind im Wesentlichen:
- • unter Verwendung eines einzigen als Photodiode ausgebildeten optischen Sensors bzw. Detektors können die Solareinstrahlung und die Umgebungstemperatur erfasst werden,
- • die Schwankungen der Versorgungsspannung werden zusätzlich mittels eines sich zwischen der Versorgungsspannung und dem negativen Eingang des Differenzverstärkers sich erstreckenden Stromkreises mit einem Widerstand auf die Referenzspannung abgebildet und
- • zur Stabilisierung der Referenzspannung wird zusätzlich eine Referenzspannungsdiode eingesetzt.
- Using a single optical sensor or detector designed as a photodiode, the solar radiation and the ambient temperature can be detected,
- • The fluctuations of the supply voltage are additionally mapped by means of a between the supply voltage and the negative input of the differential amplifier extending circuit with a resistance to the reference voltage and
- • A reference voltage diode is additionally used to stabilize the reference voltage.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung erschließen sich dem Fachmann des Weiteren aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform im Hinblick auf die anliegende Zeichnungen; in dieser zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description of a preferred embodiment with regard to the attached drawings; in this show:
Die
Die
- Schleifenstart: S1 = 1 und S2 = 0, UTEMP = Analogeingang Port IN 1 des AD-Wandlers, S1 = 0 und S2 = 1, ULIGHT = Analogeingang Port IN 2 des AD-Wandlers, S1 = 0 und S2 = 0, TNOCOMP = 20°C + (UTEMP – OFFSET20)/(k·TKSENSITIV), TCOMP = TNOCOMP + (USUPPLY – ULIGHT)·KFLIGHT, Warte bis nächste Messung, Schleifenende.
- Loop start: S 1 = 1 and S 2 = 0, U TEMP = Analog input Port IN 1 of the AD converter, S 1 = 0 and S 2 = 1, U LIGHT = Analog input Port IN 2 of the AD converter, S 1 = 0 and S 2 = 0, T NOCOMP = 20 ° C + (U TEMP - OFFSET 20 ) / (k · TK SENSITIVE ), T COMP = T NOCOMP + (U SUPPLY - U LIGHT ) · KF LIGHT , wait until next measurement, loop end.
Das
Ausgangssignal
Die
Es
versteht sich für
den Fachmann, dass unter Verwendung von zwei Photodioden
- 11
- Widerstandresistance
- 22
- Widerstandresistance
- 33
- Versorgungsspannungsupply voltage
- 44
- Regeleinrichtungcontrol device
- 55
- Photodiodephotodiode
- 66
- MasseDimensions
- 77
- Differenzverstärkerdifferential amplifier
- 88th
- ReferenzspannungsdiodeReference voltage diode
- 99
- Widerstandresistance
- 1010
- Widerstandresistance
- 1111
- Widerstandresistance
- 1212
- Widerstandresistance
- 1313
- Widerstandresistance
- 1414
- Widerstandresistance
- 1515
-
erstes
Eingangssignal der Regeleinrichtung
4 first input signal of the control device4 - 1616
-
zweites,
verstärktes
Eingangssignal der Regeleinrichtung
4 second, amplified input signal of the control device4 - 1717
-
Ausgangssignal
der Regeleinrichtung
4 Output signal of the control device4 - 1818
- erster Schalter (S1)first Switch (S1)
- 1919
- zweiter Schalter (S2)second Switch (S2)
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102004049855A DE102004049855B3 (en) | 2004-10-06 | 2004-10-06 | Acquisition method for the solar irradiation and ambient temperature in a vehicle cabin comprises switching an anode of a photodiode towards a mass and the cathode via a resistor towards a supply voltage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102004049855A DE102004049855B3 (en) | 2004-10-06 | 2004-10-06 | Acquisition method for the solar irradiation and ambient temperature in a vehicle cabin comprises switching an anode of a photodiode towards a mass and the cathode via a resistor towards a supply voltage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102004049855B3 true DE102004049855B3 (en) | 2006-02-23 |
Family
ID=35721812
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102004049855A Expired - Fee Related DE102004049855B3 (en) | 2004-10-06 | 2004-10-06 | Acquisition method for the solar irradiation and ambient temperature in a vehicle cabin comprises switching an anode of a photodiode towards a mass and the cathode via a resistor towards a supply voltage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102004049855B3 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3581898A1 (en) * | 2018-06-13 | 2019-12-18 | E+E Elektronik Ges.M.B.H. | Electronic assembly, optical gas sensor comprising such an electronic assembly and method for combined photocurrent and temperature measuring using such an electronic assembly |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3722000A1 (en) * | 1987-07-03 | 1989-01-12 | Sueddeutsche Kuehler Behr | Device for measuring the temperature of a medium, in particular for measuring the temperature of the passenger compartment of a motor vehicle |
DE4130063A1 (en) * | 1991-09-10 | 1993-03-11 | Hella Kg Hueck & Co | Vehicle passenger compartment temperature measuring appts. - has one temperature sensor mounted on surface of insulating body and another mounted on grid closing device off from passenger compartment |
DE4431117C2 (en) * | 1994-09-01 | 1997-09-25 | Gerd Reime | Circuit for setting the operating point of a photodiode |
DE19907972A1 (en) * | 1999-02-24 | 2000-08-31 | Bosch Gmbh Robert | Image cell |
DE19912463A1 (en) * | 1999-03-19 | 2000-09-28 | Sensor Line Ges Fuer Optoelekt | Process for stabilizing the optical output power of light-emitting diodes and laser diodes |
DE10049979A1 (en) * | 2000-10-06 | 2002-04-18 | Behr Hella Thermocontrol Gmbh | Device for determining the temperature in the interior of a vehicle |
DE10302285A1 (en) * | 2003-01-22 | 2004-08-19 | Preh-Werke Gmbh & Co. Kg | Method for determining the interior temperature of a motor vehicle passenger compartment, arrangement for carrying out the method and temperature sensor |
DE10340346A1 (en) * | 2003-08-29 | 2005-04-28 | Hella Kgaa Hueck & Co | Sensor device, in particular for motor vehicles |
-
2004
- 2004-10-06 DE DE102004049855A patent/DE102004049855B3/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3722000A1 (en) * | 1987-07-03 | 1989-01-12 | Sueddeutsche Kuehler Behr | Device for measuring the temperature of a medium, in particular for measuring the temperature of the passenger compartment of a motor vehicle |
DE4130063A1 (en) * | 1991-09-10 | 1993-03-11 | Hella Kg Hueck & Co | Vehicle passenger compartment temperature measuring appts. - has one temperature sensor mounted on surface of insulating body and another mounted on grid closing device off from passenger compartment |
DE4431117C2 (en) * | 1994-09-01 | 1997-09-25 | Gerd Reime | Circuit for setting the operating point of a photodiode |
DE19907972A1 (en) * | 1999-02-24 | 2000-08-31 | Bosch Gmbh Robert | Image cell |
WO2000051185A1 (en) * | 1999-02-24 | 2000-08-31 | Robert Bosch Gmbh | Image cell |
DE19912463A1 (en) * | 1999-03-19 | 2000-09-28 | Sensor Line Ges Fuer Optoelekt | Process for stabilizing the optical output power of light-emitting diodes and laser diodes |
DE10049979A1 (en) * | 2000-10-06 | 2002-04-18 | Behr Hella Thermocontrol Gmbh | Device for determining the temperature in the interior of a vehicle |
DE10302285A1 (en) * | 2003-01-22 | 2004-08-19 | Preh-Werke Gmbh & Co. Kg | Method for determining the interior temperature of a motor vehicle passenger compartment, arrangement for carrying out the method and temperature sensor |
DE10340346A1 (en) * | 2003-08-29 | 2005-04-28 | Hella Kgaa Hueck & Co | Sensor device, in particular for motor vehicles |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3581898A1 (en) * | 2018-06-13 | 2019-12-18 | E+E Elektronik Ges.M.B.H. | Electronic assembly, optical gas sensor comprising such an electronic assembly and method for combined photocurrent and temperature measuring using such an electronic assembly |
JP2019215316A (en) * | 2018-06-13 | 2019-12-19 | エー・ウント・エー・エレクトロニック・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング | Electronic device, optical gas sensor with electronic device, and method for measuring photocurrent and temperature in combination using electronic device |
CN110595530A (en) * | 2018-06-13 | 2019-12-20 | 益加义电子有限公司 | Electronic device, optical gas sensor and method for measuring photocurrent and temperature |
CN110595530B (en) * | 2018-06-13 | 2022-02-01 | 益加义电子有限公司 | Electronic device, optical gas sensor and method for measuring photocurrent and temperature |
US11262295B2 (en) | 2018-06-13 | 2022-03-01 | E+E Elektronik Ges.M.B.H. | Electronic arrangement, optical gas sensor including such an electronic arrangement, and method for combined photocurrent and temperature measurement using such an electronic arrangement |
JP7266436B2 (en) | 2018-06-13 | 2023-04-28 | エー・ウント・エー・エレクトロニック・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング | Optical gas sensor with electronics and method for combined measurement of photocurrent and temperature using such electronics |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10049979C2 (en) | Device for determining the temperature in the interior of a vehicle | |
DE102016216875A1 (en) | Apparatus and method for in situ calibration of a photoacoustic sensor | |
DE602005003518T2 (en) | Measurement of bidirectional current in a field effect transistor by drain-source voltage measurement | |
DE19844514C1 (en) | Heating method for automobile seat and/or steering wheel | |
DE102010026563A1 (en) | Sensor arrangement for detecting state variables | |
EP1754395A1 (en) | Method for stabilizing the temperature sensitivity of the emission of light of an led | |
DE19703359A1 (en) | Process for temperature compensation in measuring systems | |
DE19842895C2 (en) | Arrangement for regulating the interior temperature in the passenger compartment of a motor vehicle | |
DE102008064011B3 (en) | Device for detecting the interior temperature of a vehicle | |
DE10302285A1 (en) | Method for determining the interior temperature of a motor vehicle passenger compartment, arrangement for carrying out the method and temperature sensor | |
DE10229628B4 (en) | Sensor unit, apparatus and method for preventing condensation on a surface | |
DE102016110458B4 (en) | Control device for an automatic air conditioning system of a motor vehicle, automatic air conditioning system and motor vehicle | |
DE10342333B4 (en) | fogging sensor | |
DE102005020864B4 (en) | Gas sensor arrangement with improved long-term stability and measuring method | |
DE102006040664A1 (en) | Compartment temperature determination | |
DE10312077B3 (en) | Passenger cabin temperature sensor for use in road vehicle consists of plug mounted in hole in instrument panel with sunlight sensor and NTC temperature sensor | |
DE102004049855B3 (en) | Acquisition method for the solar irradiation and ambient temperature in a vehicle cabin comprises switching an anode of a photodiode towards a mass and the cathode via a resistor towards a supply voltage | |
EP0045737A2 (en) | Temperature-controlling device for air conditioning or heating installations, particularly in railway vehicles | |
EP1155296B1 (en) | Sensor module with integrated signal processing | |
DE102009045031A1 (en) | Radiation sensor for solar panels | |
EP1415829B1 (en) | Arrangement of a temperature sensor for determining interior temperature | |
DE19929921B4 (en) | Air flow meter with heat-generating resistance | |
EP0381846B1 (en) | Apparatus for controlling the interior temperature of a motor vehicle | |
DE102004023156A1 (en) | Sensor for determining measured variables which are suitable for controlling an air conditioning system and other devices influencing a room climate | |
EP1080956B1 (en) | Device for estimating the temperature and the velocity of the air flowing from an air outlet into the interior of a vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |