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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erfassung der Temperatur im Innenraum eines Kraftfahrzeugs, mit einem Temperaturfühler und einem zugeordneten Sauggebläse, wobei der Temperaturfühler die Temperatur eines von dem Sauggebläse angesaugten Luftstroms erfasst, wobei die Anordnung ein benachbart zu dem Temperaturfühler und/oder dem Sauggebläse angeordnetes, zum Erfassen eines Strömungsgeräuschs des angesaugten Luftstroms ausgebildetes Mikrofon umfasst.
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Zur Erfassung der Temperatur im Innenraum eines Kraftfahrzeugs werden teilweise sogenannte belüftete Innenraumfühler eingesetzt. Die Luft wird dabei aus dem Fahrgastraum durch ein Gebläse angesaugt, damit ein Temperaturfühler von Ansaugluft umströmt wird. Auf diese Weise kann die Temperatur im Fahrgastraum exakt ermittelt werden.
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Gemäß der
DE 35 04 842 A1 sind Anordnungen bekannt, bei denen durch örtliches Ansaugen mittels Sauggebläse, Strahldüse oder Saugrohrunterdruck von Raumluft zwangsbelüftete Innenfühler eingesetzt werden.
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Bei derartigen belüfteten Innenraumfühlern kann das Problem auftreten, dass die von dem Temperaturfühler gemessene Temperatur durch Störeinflüsse beeinträchtigt werden kann. Beispiele für derartige Störungen sind Zugluft, die z. B. durch ein offenes Fenster verursacht werden kann, ebenso kann aus einem Ausströmer strömende temperierte Luft das Messergebnis unter Umständen verfälschen. Derartige mit einem Fehler behaftete Messwerte des Temperaturfühlers werden an einen Regler für eine Klimaanlage weitergeleitet, wodurch die Regelung in nachteiliger Weise beeinflusst wird.
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Gemäß der
DE 10 2009 032 600 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs bekannt, das bei Vorliegen eines nur geringen Geräuschpegels im Fahrzeuginnenraum Steuerungs- oder Regelmaßnahmen blockiert oder zeitverzögert durchführt. Dies soll eine mit der Regelung oder Steuerung des Klimasystems verbunden Geräuschentwicklung vermeiden.
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Aus der
DE 199 444 735 C1 ist ein Verfahren zur Steuerung des Luftdurchsatzes bei einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs bekannt, welches die akustische Schallintensität im Fahrzeuginneren mit einem Mikrofon misst und auf den Gesamt-Geräuschpegel im Inneren des Fahrzeugs durch entsprechende Regelung des Luftdurchsatzes der Klimaanlage reagiert.
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Weiter ist aus HUMBAD, Niranjan; SILAGHI, Dan; MORRIS, Mike: Innovative quieter aspirator design for in-car temperature sensor. In: Proceedings of Meeting on Acoustics 159ASA. Acustical Society of America, 2010. S.040011 bekannt, dass Luftströmungsgeräusche eines Temperatursensors mit einem zugeordneten Sauggebläse über ein benachbart angeordneten Mikrofon erfasst werden können.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Erfassung der Temperatur im Innenraum eines Kraftfahrzeugs anzugeben, die selbst beim Auftreten von Störeinflüssen einsetzbar ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Anordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine dem Mikrofon zugeordnete Auswerteeinheit zum Auswerten des mittels des Mikrofons erfassten Strömungsgeräuschs vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, eine Beeinträchtigung des angesaugten Luftstroms durch eine andere im Innenraum des Kraftfahrzeugs vorhandene Luftströmung zu detektieren
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass kritische Zustände, bei denen eine Fehlmessung des Temperaturfühlers zu befürchten ist, durch eine Erfassung von Strömungsgeräuschen detektiert werden können. Durch eine entsprechende Auswertung des Strömungsgeräuschs kann erkannt werden, ob eine fehlerbehaftete Messung zu befürchten ist, so dass anschließend geeignete Maßnahmen zur Kompensation getroffen werden können. Wesentlich ist dabei, dass das Mikrofon in der Nähe des Sauggebläses angeordnet ist, vorzugsweise benachbart zu dem Sauggebläse. Es ist dabei ausreichend, wenn das Sauggebläse und das Mikrofon nebeneinander in einem gewissen Abstand zueinander zugeordnet sind.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist vorgesehen , dass sie eine Auswerteeinheit zum Auswerten des mittels des Mikrofons erfassten Strömungsgeräuschs umfasst. Das Strömungsgeräusch kann mittels eines Signalprozessors oder eines Controllers ausgewertet werden, um zu detektieren, ob eine „normale“ Strömung oder eine beispielsweise durch Zugluft gestörte Strömung vorliegt. Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, dass durch das Mikrofon erfasste Strömungsgeräusch in Echtzeit auszuwerten. Das Mikrofon kann Bestandteil einer Freisprecheinrichtung des Kraftfahrzeugs sein, so dass die Anordnung mit geringem Aufwand realisiert werden kann.
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Die Auswerteeinheit zum Auswerten des mittels des Mikrofons erfassten Strömungsgeräuschs kann entweder als separate Auswerteeinheit ausgebildet oder im Klimasteuergerät selbst integriert sein. Bevorzugt wird dabei die Integration der Auswerteeinheit im Klimasteuergerät, da dies wirtschaftlicher ist, da zur Realisierung lediglich ein Auswertealgorithmus erforderlich ist, im Gegensatz zu einem separaten Auswertesteuergerät.
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Die Auswerteeinheit ist dazu ausgebildet, eine Beeinträchtigung des angesaugten Luftstroms durch eine andere im Innenraum des Kraftfahrzeugs vorhandene Luftströmung zu detektieren. Dabei kann es sich beispielsweise um Luftströmung handeln, die aus einem Ausströmer austritt. Obwohl bei normaler Benutzung keine Störungen zu erwarten sind, sind Grenzzustände denkbar, beispielsweise wenn ein Benutzer einen dem Ausströmer zugeordneten Lüfter auf höchster Stufe betreibt und Lamellen oder dergleichen des Ausströmers so einstellt, dass die ausströmende Luft in Richtung des Sauggebläses strömt. Die dabei entstehende Beeinträchtigung des angesaugten Luftstroms kann von der Auswerteeinheit detektiert werden.
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In ähnlicher Weise kann es bei der erfindungsgemäßen Anordnung vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, eine Beeinträchtigung des angesaugten Luftstroms durch Zugluft zu detektieren. Zugluft, die zu Störungen der Temperaturerfassung führt, kann beispielsweise durch ein offenes Fenster oder mehrere teilweise oder ganz geöffnete Fenster erzeugt werden. Indem die Auswerteeinheit zum Detektieren einer derartigen Beeinträchtigung ausgebildet ist, können beim Vorhandensein von Zugluft Maßnahmen zur Kompensation ergriffen werden.
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Mit besonderem Vorteil kann es bei der erfindungsgemäßen Anordnung vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit durch Auswerten des Strömungsgeräuschs dazu ausgebildet ist, zwischen einer ungestörten Strömung und einer beeinträchtigten Strömung zu unterscheiden. Falls die Auswerteeinheit festgestellt hat, dass die Strömung ungestört ist, kann das von dem Temperaturfühler erfasste Temperatursignal zur Regelung der Klimaanlage herangezogen werden, anderenfalls, wenn festgestellt wurde, dass die Strömung beeinträchtigt ist, wird eine geeignete Maßnahme zur Kompensation der Falschmessung vorgenommen.
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Bei einer festgestellten gestörten oder beeinträchtigten Strömung kann eine Kompensation einer fehlerbehafteten Messung dadurch erfolgen, dass der Luftmassenstrom in den in der Mitte angeordneten Mannanströmern soweit gesenkt wird, bis keine Beeinträchtigung der Strömung mehr vorliegt. Die auf diese Weise reduzierte bzw. „fehlende“ Luftmenge wird entsprechend durch Erhöhung der Luftmenge in äußeren Mannanströmern kompensiert, so dass die Gesamtbilanz der strömenden Luft unverändert ist.
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Alternativ kann eine Kompensation einer fehlerbehafteten Messung auch dadurch erfolgen, dass nach deren Erkennung ein vom Sensor erfasster Temperaturwert ausgeblendet wird, das heißt er bleibt unberücksichtigt. In diesem Fall kann auf eine Regelung gemäß einem thermischen Energiemodell umgeschaltet werden. Dieses „thermische Energiemodell“ ermittelt rein rechnerisch auf der Basis eines komplexen thermodynamischen und strömungssimulativen Modells, welche Innenraumtemperatur vorliegt. Dieses rechnerische Modell berücksichtigt sämtliche relevanten stationären und instationären Einflussgrößen auf den Innenraum, das heißt die Fahrzeugkabine sowie Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, einen bei beeinträchtigter Strömung erfassten Messwert zu kompensieren. Eine derartige Kompensation kann auf unterschiedlichen Arten erfolgen. Beispielsweise kann der möglicherweise fehlerbehaftete Temperaturmesswert verworfen und ein Messwert eines anderen Temperaturfühlers verwendet werden. Gegebenenfalls kann die Regelung der Klimaanlage zumindest für einen gewissen Zeitraum mit dem letzten, als ordnungsgemäß erfassten Temperaturmesswert durchgeführt werden. Ebenso kann die Regelung der Klimaanlage anhand von festgelegten Tabellenwerten erfolgen, zumindest übergangsweise, bis wieder eine ordnungsgemäße Erfassung mittels des Temperaturfühlers möglich ist.
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Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass das Sauggebläse, gegebenenfalls auch das Mikrofon, hinter einer für einen angesaugten Luftstrom durchlässigen Blende angeordnet ist oder sind. Eine derartige Blende kann beispielsweise im Dachmodul, das heißt im Dach des Fahrzeuginnenraums, angeordnet sein, daneben kommen auch weitere Positionen in Frage, beispielsweise können das Sauggebläse und das Mikrofon oberhalb der Windschutzscheibe, vorzugsweise an der linken oder der rechten Seite des Fahrzeuginnenraums, angeordnet sein. Es ist auch denkbar, dass hinter der Blende sowohl das Sauggebläse als auch das Mikrofon angeordnet sind, so dass für den Benutzer nicht erkennbar ist, welche Komponenten sich hinter der Blende befinden. Um die Qualität des mittels des Mikrofons erfassten Strömungsgeräuschs zu erhöhen, wird es bevorzugt, dass das Sauggebläse und das Mikrofon möglichst nah benachbart zueinander angeordnet sind, die beiden Komponenten können auch direkt nebeneinander angeordnet sein. Schließlich ist es weiterhin denkbar, dass das Sauggebläse und das Mikrofon eine einteilige, vorgefertigte integrale Einheit bilden, die von einer Blende abgedeckt ist.
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Schließlich umfasst die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Erfassung der Temperatur im Innenraum des Kraftfahrzeugs.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung, die in einem Kraftfahrzeug verbaut ist, in einer geschnittenen Ansicht.
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Die Figur ist eine geschnittene Ansicht und zeigt eine Anordnung 1 zur Erfassung der Temperatur im Innenraum eines Kraftfahrzeugs, die in einem Dachmodul 2 eines Innenraums eines Kraftfahrzeugs eingebaut ist. Vom Innenraum aus ist lediglich eine Blende 3 sichtbar, die mit Öffnungen 4 versehen ist. Neben der Blende 3 ist in dem Dachmodul 2 ein Mikrofon 5 eingebaut, von dem lediglich eine Fläche 6, die näherungsweise bündig in das Dachmodul 2 integriert ist, vom Innenraum aus sichtbar ist.
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Vom Innenraum 7 aus gesehen befindet sich hinter dem Dachmodul 2 ein Temperaturfühler 8, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als NTC-Widerstand ausgebildet ist. Eine Temperaturänderung führt zu einer entsprechenden Änderung eines elektrischen Signals, so dass anhand dieses Signals auf eine Temperatur geschlossen werden kann.
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Hinter dem Temperaturfühler 8 befindet sich vom Innenraum 7 aus gesehen ein Lüfter 9, der durch einen schematisch dargestellten Elektromotor 10 angetrieben wird. Der Lüfter 9, genauer gesagt der Rotor des Lüfters, ist so ausgelegt, dass ein Sauggebläse 11 gebildet ist, das Luft vom Innenraum 7 ansaugt, so dass der Temperaturfühler 8 die Temperatur des angesaugten Luftstroms erfassen kann. In der Figur zeigen Pfeile 12 die Richtung des Luftstroms im Innenraum 7 an.
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Das neben dem Sauggebläse 11 angeordnete Mikrofon 5 ist Bestandteil einer Freisprecheinrichtung des Kraftfahrzeugs. Das Mikrofon 5 ist neben dem Sauggebläse 11 angeordnet, damit es ein Strömungsgeräusch des angesaugten Luftstroms erfassen kann. Daneben umfasst die Anordnung 1 eine Auswerteeinheit 13, die zum Auswerten des mittels des Mikrofons 5 erfassten Strömungsgeräuschs ausgebildet ist. Die Auswerteeinheit 13 ist in der Lage, eine Beeinträchtigung des von dem Sauggebläse 11 angesaugten Luftstroms durch eine andere im Innenraum 7 des Kraftfahrzeugs vorhandene Luftströmung zu detektieren.
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Nachfolgend werden zwei Beispiele für beeinträchtigte Strömungen beschrieben. Die Luftströmung im Bereich des Temperaturfühlers 8 kann durch aus einem Ausströmer ausströmende Luft beeinflusst werden. In Kraftfahrzeugen sind meist mehrere Ausströmer angeordnet, beispielsweise im Bereich der Mittelkonsole oder im Bereich der Außenseite des Armaturenbretts. Durch verstellbare Lamellen kann die Richtung des Luftstroms eingestellt werden, zudem kann die Geschwindigkeit eines Lüfters in mehreren Stufen eingestellt und somit die Strömungsgeschwindigkeit beeinflusst werden. Wenn ein Benutzer den Ausströmer so einstellt, dass der Luftstrom auf die Blende 3 trifft und das Lüftergebläse gleichzeitig mit hoher Geschwindigkeit betrieben wird, wird der von dem Temperaturfühler 8 erfasste Luftstrom beeinträchtigt. In diesem Fall misst der Temperaturfühler 8 nicht die Temperatur im Innenraum des Kraftfahrzeugs, sondern die Temperatur der aus dem Ausströmer ausströmenden Luft. Allerdings ist die Auswerteeinheit 13 dazu ausgebildet, eine derartige Beeinträchtigung zu detektieren. Dazu wird das mittels des Mikrofons 5 erfasste Strömungsgeräusch ausgewertet. Die Auswerteeinheit 13 ist in der Lage, zwischen einer ungestörten Strömung und einer beeinträchtigten Strömung zu unterscheiden. Typischerweise treten bei einer beeinträchtigen Strömung in einem bestimmten Frequenzbereich Störgeräusche, insbesondere in Form von Rauschen, auf, diese Geräusche können durch eine Signalauswertung erfasst werden.
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Ein weiteres Beispiel für eine beeinträchtigte Strömung ist das Auftreten von Zugluft, die entsteht, wenn ein Fahrzeuginsasse ein Fenster teilweise oder ganz geöffnet hat. Selbstverständlich treten auch beim Öffnen mehrerer Fenster Zuglufteffekte auf. In diesen Fällen wird die Erfassung der Temperatur der Luft des Innenraums 7 durch den Temperaturfühler 8 beeinträchtigt. Der Temperaturfühler misst dann nicht die Temperatur der Innenluft, sondern einen aufgrund der das Fahrzeug durchströmenden Zugluft verfälschten Wert.
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Die Auswerteeinheit 13 ist in der Lage, eine Beeinträchtigung des angesaugten Luftstroms durch Zugluft zu detektieren. Die Detektion erfolgt wiederum durch Auswerten des Strömungsgeräuschs der Zugluft.
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Um zu verhindern, dass ein fehlerhaft erfasster Temperaturmesswert von der Klimaanlage zur Regelung benutzt wird, ist die Auswerteeinheit 13 dazu ausgebildet, einen bei beeinträchtigter Strömung erfassten Messwert zu kompensieren. Im einfachsten Fall wird der fehlerbehaftete Temperaturmesswert ignoriert und die Regelung der Klimaanlage erfolgt mit dem letzten, nicht beeinträchtigten Temperaturmesswert. Allerdings kann eine Regelung einer Klimaanlage nur kurzzeitig auf diese Weise erfolgen. Die Auswerteeinheit 13 greift in dem Fall, wenn ein Messwert als fehlerhaft erkannt worden ist, auf einen oder mehrere weitere Temperaturfühler zu, die an anderen Stellen im Kraftfahrzeug verbaut sind.
