DE102016009757A1

DE102016009757A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung einer Umgebungstemperatur eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102016009757A1
Application number: DE102016009757.4A
Authority: DE
Inventors: Lutz Heidrich; Joerg Berger
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-08-10
Filing date: 2016-08-10
Publication date: 2017-02-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (2) zur Bestimmung einer Umgebungstemperatur (T) eines Fahrzeugs (1) mit einer Mehrzahl von Temperatursensoren (2.1 bis 2.3). Erfindungsgemäß sind die Temperatursensoren (2.1 bis 2.3) an unterschiedlichen Positionen am Fahrzeug (1) angeordnet und/oder anordbar und mit zumindest einer Auswerteeinheit (2.4) gekoppelt, wobei die Auswerteeinheit (2.4) einen Temperaturmesswert (T1 bis T3) desjenigen Temperatursensors (2.1 bis 2.3) als relevante Umgebungstemperatur (T) ermittelt, welcher von allen mittels der Temperatursensoren (2.1 bis 2.3) ermittelten Temperaturmesswerten (T1 bis T3) am niedrigsten ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Bestimmung einer Umgebungstemperatur (T) eines Fahrzeugs (1) mittels mehrerer Temperatursensoren (2.1 bis 2.3) und ein Fahrzeug (1) mit einer Vorrichtung (2) zur Bestimmung einer Umgebungstemperatur (T) mit einer Mehrzahl von Temperatursensoren (2.1 bis 2.3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Umgebungstemperatur eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Bestimmung einer Umgebungstemperatur eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 2 und ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3.
Aus der DE 103 41 955 B3 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Außentemperatur für ein Fahrzeug mit folgenden Schritten bekannt:

– Erfassen der Außentemperatur mittels eines in dem Fahrzeug angeordneten Temperatursensors und Bildung eines entsprechenden Temperatursignals,
– Erfassen von mindestens einer Fahrzeugbetriebsbedingung,
– Ermitteln einer korrigierten Außentemperatur in Abhängigkeit von der mindestens einen Fahrzeugbetriebsbedingung.

Weiterhin sind aus der DE 10 2011 111 070 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Sensoreinrichtung in einem Fahrzeug bekannt, bei welchem Signale eines zum Erfassen einer Außentemperatur ausgelegten Sensors und Daten verarbeitet werden, welche eine vor dem Fahrzeug liegende Fahrstrecke betreffen. Eine Auswertung der Signale wird in Abhängigkeit von den die Fahrstrecke betreffenden Daten verändert. Hierbei werden ein fahrzeugeigener und ein fahrzeugfremder Sensor verwendet. Weiterhin wird ein Fahrzeug beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Bestimmung einer Umgebungstemperatur eines Fahrzeugs sowie ein verbessertes Fahrzeug anzugeben.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale, hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 2 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Fahrzeugs durch die im Anspruch 3 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Vorrichtung zur Bestimmung einer Umgebungstemperatur eines Fahrzeugs umfasst eine Mehrzahl von Temperatursensoren. Erfindungsgemäß sind die Temperatursensoren an unterschiedlichen Positionen am Fahrzeug angeordnet und/oder anordbar und mit zumindest einer Auswerteeinheit gekoppelt, wobei die Auswerteeinheit einen Temperaturmesswert desjenigen Temperatursensors als relevante Umgebungstemperatur ermittelt, welcher von allen mittels der Temperatursensoren ermittelten Temperaturmesswerten am niedrigsten ist.
Aufgrund dessen, dass an einem Fahrzeug viele Abwärmequellen vorhanden sind, ist es möglich, dass eine Temperaturmessung eines Temperatursensors von zumindest einer Abwärmequelle beeinflusst wird.
Aufgrund der Anordnung mehrerer Temperatursensoren an unterschiedlichen Positionen am Fahrzeug und Verwendung des jeweils niedrigsten Temperaturmesswerts als relevante Umgebungstemperatur sind mittels der Vorrichtung eine zuverlässige Bestimmung und Anzeige der Umgebungstemperatur des Fahrzeugs sowie eine verbesserte Zuverlässigkeit von von der Umgebungstemperatur abhängigen Prozessen möglich. Besonders vorteilhaft ist die Bestimmung der Temperatur auch bei geringen Temperaturwerten, insbesondere im Bereich der Frostgrenze von 0°C, sehr genau durchführbar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 schematisch eine Schnittdarstellung eines Fahrzeugs,
2 schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs und
3 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Bestimmung einer Umgebungstemperatur eines Fahrzeugs.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist in einer Schnittdarstellung ein Fahrzeug 1 gezeigt. Das Fahrzeug 1 umfasst unter anderem

– eine insbesondere als Verbrennungskraftmaschine ausgebildete Antriebseinheit 1.1,
– ein Getriebe 1.2,
– einen Ladeluftkühler 1.3,
– einen ersten Motorkühler 1.4 zur Kühlung der Antriebseinheit 1.1,
– einen zweiten Motorkühler 1.5 zur Kühlung der Antriebseinheit 1.1,
– eine Vorrichtung 1.6 zur selektiven katalytischen Reduktion (englisch: selective catalytic reduction, kurz: SCR) zur Reduktion von Stickoxiden in Abgasen der Antriebseinheit 1.1,
– eine Vorderachse 1.7 und eine Hinterachse 1.8 mit jeweils zwei Rädern 1.9.

Während eines Betriebs des Fahrzeugs 1, beispielsweise während einer Fahrt desselben in Fahrtrichtung R, wird von der Antriebseinheit 1.1 und zu dieser gehörigen Aggregaten, beispielsweise einem Turbolader, einer Abgasanlage und einem Kurbelgehäuse, eine erste Wärmemenge Q .₁ in Form einer direkten Motorabwärme erzeugt.
Weiterhin wird mittels des Ladeluftkühlers 1.3 und mittels der Motorkühler 1.4, 1.5 in Form einer indirekten Motorabwärme eine zweite Wärmemenge Q .₂ erzeugt. Auch die Vorrichtung 1.6 zur selektiven katalytischen Reduktion erzeugt während ihres Betriebs eine Wärmemenge Q .₃ und mittels weiterer Fahrzeugbauteile, beispielsweise mittels des Getriebes 1.2 und einer Klimaanlage, wird ebenfalls eine Wärmemenge Q .₄ erzeugt.
Insbesondere bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten erfolgt eine Abfuhr der Wärmemengen Q .₁ bis Q .₄ nur sehr langsam.
Somit bildet sich eine so genannte Wärmeglocke W um das Fahrzeug 1, wie in 2 näher dargestellt.
Für viele in 3 näher gezeigte Fahrzeuganwendungen 2.5 und zur Informationen von Fahrzeuginsassen ist die Kenntnis einer ebenfalls in 3 näher dargestellten Umgebungstemperatur T des Fahrzeugs 1 sehr wichtig.
Aufgrund der Wärmeglocke W ist jedoch eine Temperaturmessung insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs 1 in unmittelbarer Nähe zu diesem zur Erfassung einer relevanten Umgebungstemperatur T nicht zielführend. Eine für die Temperaturmessung günstige jedoch zur Anordnung eines in 3 näher dargestellten Temperatursensors 2.1 bis 2.3 ungünstige Position P liegt außerhalb der Wärmeglocke W.
Eine Temperaturverteilung am Fahrzeug 1 wird insbesondere gemäß der Finiten-Elemente-Methode berechnet.
In 3 ist ein Blockschaltbild eines möglichen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 zur Bestimmung der Umgebungstemperatur T des Fahrzeugs 1 dargestellt.
Die Vorrichtung 2 umfasst eine Mehrzahl von Temperatursensoren 2.1 bis 2.3, welche an unterschiedlichen Positionen am Fahrzeug 1 angeordnet sind. Ein erster Temperatursensor 2.1 ist dabei an einer Fahrzeugfront 1.10, ein zweiter Temperatursensor 2.2 hinter einem Führerhaus innerhalb einer Luftansaugung 1.11 für die Antriebseinheit 1.1 des Fahrzeugs 1 und ein dritter Temperatursensor 2.3 im Bereich der Hinterachse 1.8, beispielsweise an einem so genannten Tiefenmeißel, angeordnet. Die Temperatursensoren 2.1 bis 2.3 sind mit einer Auswerteeinheit 2.4 gekoppelt.
In unterschiedlichen Betriebssituationen des Fahrzeugs 1 kommt es beispielsweise aufgrund unterschiedlicher Belastungszustände der Antriebseinheit 1.1 des Fahrzeugs 1 und aufgrund von unterschiedlichem Wärmetransport, beispielsweise aufgrund von Fahrtwind, zu unterschiedlichen Temperaturverteilungen am Fahrzeug 1.
So liefert beispielsweise bei einer Fahrt des Fahrzeugs 1 mit höheren Geschwindigkeiten, wie beispielsweise auf eine Landstraße oder Autobahn, aufgrund des Fahrtwindes eine Erfassung der Umgebungstemperatur T mittels des Temperatursensors 2.1 an der Fahrzeugfront 1.10 die besten Ergebnisse.
Bei geringen Geschwindigkeiten, beispielsweise beim Einsatz des Fahrzeugs 1 als Schneefräse, liefert der Temperatursensor 2.1 jedoch Temperaturmesswerte T1, welche signifikant höher sein können, als die reale Umgebungstemperatur T. Dagegen liefern der innerhalb der Luftansaugung 1.11 angeordnete Temperatursensor 2.2 und der im Bereich der Hinterachse 1.8 angeordnete Temperatursensor 2.3 bei solchen Bedingungen bessere Ergebnisse.
Aus diesem Grund ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit 2.4 einen Temperaturmesswert T1 bis T3 desjenigen Temperatursensors 2.1 bis 2.3 als relevante Umgebungstemperatur T ermittelt, welcher von allen mittels der Temperatursensoren 2.1 bis 2.3 ermittelten Temperaturmesswerten T1 bis T3 am niedrigsten ist.
Diese so ermittelte relevante Umgebungstemperatur T wird dann von der Auswerteeinheit 2.4 an die entsprechende Fahrzeuganwendung 2.5 übermittelt.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
1.1: Antriebseinheit
1.2: Getriebe
1.3: Ladeluftkühler
1.4: Motorkühler
1.5: Motorkühler
1.6: Vorrichtung
1.7: Vorderachse
1.8: Hinterachse
1.9: Rad
1.10: Fahrzeugfront
1.11: Luftansaugung
2: Vorrichtung
2.1: Temperatursensor
2.2: Temperatursensor
2.3: Temperatursensor
2.4: Auswerteeinheit
2.5: Fahrzeuganwendung
P: Position
Q .₁ bis Q .₄: Wärmemenge
R: Fahrtrichtung
T: Umgebungstemperatur
T1 bis T3: Temperaturmesswert
W: Wärmeglocke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10341955 B3 [0003]
DE 102011111070 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung (2) zur Bestimmung einer Umgebungstemperatur (T) eines Fahrzeugs (1) mit einer Mehrzahl von Temperatursensoren (2.1 bis 2.3), dadurch gekennzeichnet, dass – die Temperatursensoren (2.1 bis 2.3) an unterschiedlichen Positionen am Fahrzeug (1) angeordnet und/oder anordbar und – mit zumindest einer Auswerteeinheit (2.4) gekoppelt sind, – wobei die Auswerteeinheit (2.4) einen Temperaturmesswert (T1 bis T3) desjenigen Temperatursensors (2.1 bis 2.3) als relevante Umgebungstemperatur (T) ermittelt, welcher von allen mittels der Temperatursensoren (2.1 bis 2.3) ermittelten Temperaturmesswerten (T1 bis T3) am niedrigsten ist.
Verfahren zur Bestimmung einer Umgebungstemperatur (T) eines Fahrzeugs (1) mittels mehrerer Temperatursensoren (2.1 bis 2.3), dadurch gekennzeichnet, dass – mittels der Temperatursensoren (2.1 bis 2.3) an unterschiedlichen Positionen am Fahrzeug (1) Temperaturmesswerte (T1 bis T3) erfasst werden und – ein ermittelter Temperaturmesswert (T1 bis T3) desjenigen Temperatursensors (2.1 bis 2.3) als relevante Umgebungstemperatur (T) ermittelt wird, welcher von allen ermittelten mittels der Temperatursensoren (2.1 bis 2.3) ermittelten Temperaturmesswerten (T1 bis T3) am niedrigsten ist.
Fahrzeug (1) mit einer Vorrichtung (2) zur Bestimmung einer Umgebungstemperatur (T) mit einer Mehrzahl von Temperatursensoren (2.1 bis 2.3), dadurch gekennzeichnet, dass – die Temperatursensoren (2.1 bis 2.3) an unterschiedlichen Positionen am Fahrzeug (1) angeordnet und – mit zumindest einer Auswerteeinheit (2.4) gekoppelt sind, – wobei die Auswerteeinheit (2.4) einen Temperaturmesswert (T1 bis T3) desjenigen Temperatursensors (2.1 bis 2.3) als relevante Umgebungstemperatur (T) ermittelt, welcher von allen mittels der Temperatursensoren (2.1 bis 2.3) ermittelten Temperaturmesswerten (T1 bis T3) am niedrigsten ist.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Temperatursensoren (2.1 bis 2.3) an einer Fahrzeugfront (1.10) angeordnet ist.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Temperatursensoren (2.1 bis 2.3) hinter einem Führerhaus, insbesondere im Bereich einer Luftansaugung (1.11) für eine Verbrennungskraftmaschine oder innerhalb der Luftansaugung (1.11), angeordnet ist.
Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Temperatursensoren (2.1 bis 2.3) im Bereich einer Hinterachse (1.8) angeordnet ist.