FR2827381A1 - Determination of automobile interior temperature, in which effective temperature is determined from a surface temperature and a temperature sensor signal - Google Patents
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Abstract
Description
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Etat de la technique
La présente invention concerne un dispositif pour déterminer une température, notamment une température d'un volume intérieur ou habitacle d'un véhicule, comportant au moins une installation d'exploitation recevant au moins un signal de température saisi par un capteur de température, le capteur de température étant entouré par un boîtier, l'installation d'exploitation déterminant la température effective en fonction du signal de température et de la température de surface du boîtier. State of the art
The present invention relates to a device for determining a temperature, in particular a temperature of an interior or passenger compartment of a vehicle, comprising at least one operating installation receiving at least one temperature signal entered by a temperature sensor, the sensor being surrounded by a housing, the operating installation determining the effective temperature as a function of the temperature signal and the surface temperature of the housing.
Selon le document DE 37 22 000 C2 on connaît un dispositif pour mesurer la température d'un milieu notamment pour mesurer la température à l'intérieur d'un véhicule automobile. Pour cela, on place deux capteurs de température dans un support formé par un canal traversé par le milieu (fluide) ; le premier capteur de température est placé dans le canal et le second contre la paroi extérieure. Le canal est alimenté par exemple à l'aide d'une machine soufflante pour que le premier capteur de température mesure la température de la veine d'air qui le balaye. En même temps, le second capteur de température mesure la température de la paroi du boîtier du support à l'aide duquel on détermine ensuite la température réelle de l'air dans l'habitacle du véhicule. A l'aide des éléments de proportionnalité et de l'élément de sommation on détermine à partir de la température intérieure (TI) la température de surface (TO), la température intérieure effective (TT) selon l'équation suivante :
Dans cette équation, K est un coefficient constant de découplage qui dépend entre autre de l'installation du capteur de température intérieure et de celle du capteur de température de surface, ainsi que du matériau et des caractéristiques de la paroi du boîtier auquel est associé le capteur de température de surface et du passage d'air, etc.... Pour le montage décrit il faut toutefois deux capteurs de température. In this equation, K is a constant decoupling coefficient which depends, among other things, on the installation of the indoor temperature sensor and that of the surface temperature sensor, as well as on the material and characteristics of the wall of the housing with which the surface and air passage temperature sensor, etc. For the described assembly, however, two temperature sensors are required.
La présente invention a pour but de simplifier ce dispositif. The present invention aims to simplify this device.
A cet effet, l'invention concerne un dispositif du type défini ci-dessus, caractérisé par un moyen de détermination de la température de surface qui fournit une mesure de la température de surface en utilisant le signal de température. To this end, the invention relates to a device of the type defined above, characterized by a means for determining the surface temperature which provides a measurement of the surface temperature using the temperature signal.
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Avantages de l'invention
Le dispositif selon l'invention pour déterminer une température, notamment la température de l'habitacle d'un véhicule automobile, comporte au moins une installation d'exploitation recevant au moins un signal de température détecté par un capteur de température. Le capteur de température est entouré par un boîtier. L'installation d'exploitation détermine la température notamment la température de l'habitacle du véhicule en fonction du signal du capteur de température ainsi qu'en fonction de la température de surface du boîtier. Advantages of the invention
The device according to the invention for determining a temperature, in particular the temperature of the passenger compartment of a motor vehicle, comprises at least one operating installation receiving at least one temperature signal detected by a temperature sensor. The temperature sensor is surrounded by a housing. The operating installation determines the temperature, in particular the temperature of the passenger compartment of the vehicle as a function of the signal from the temperature sensor as well as according to the surface temperature of the housing.
Selon l'invention, la détermination de la température de surface, fournissant un moyen ou une mesure pour cette température, est fournie uniquement par traitement du signal du capteur de température. According to the invention, the determination of the surface temperature, providing a means or a measurement for this temperature, is provided only by processing the signal from the temperature sensor.
Le montage permet de supprimer le second capteur de température, par ailleurs nécessaire, coûteux, pour déterminer la température de surface. The assembly eliminates the second temperature sensor, which is also necessary and costly, for determining the surface temperature.
On simplifie ainsi les circuits nécessaires à la saisie de la température. De même, la seconde entrée de capteur par ailleurs nécessaire pour l'installation d'exploitation n'est plus nécessaire. De plus, on réduit le poids. This simplifies the circuits necessary for entering the temperature. Likewise, the second sensor input which is otherwise necessary for the operating installation is no longer necessary. In addition, the weight is reduced.
Selon un développement avantageux, le moyen pour déterminer la température de surface comprend un élément de temporisation, par exemple du premier ordre (élément PTl). La température de la surface entourant le capteur de température intérieure ou température de l'habitacle est copiée de manière suffisamment précise de façon générale par un élément de temporisation du premier ordre recevant une mesure du signal de capteur de température. La réalisation de l'élément de temporisation du premier ordre peut également se faire par un algorithme de calcul correspondant. Les installations de commande ou de régulation de température existantes peuvent assurer en outre le calcul de la température (virtuelle) de surface. La puissance de calcul nécessaire à cet effet est toujours réalisable de manière économique. According to an advantageous development, the means for determining the surface temperature comprises a time-delay element, for example of the first order (element PT1). The temperature of the surface surrounding the interior temperature sensor or interior temperature is generally copied with sufficient precision by a first order timing element receiving a measurement of the temperature sensor signal. The realization of the first order timing element can also be done by a corresponding calculation algorithm. Existing temperature control or regulation installations can also calculate the (virtual) surface temperature. The computing power necessary for this purpose is always achievable economically.
Selon un développement avantageux, le moyen de détermination de la température de surface utilise d'autres grandeurs du circuit de refroidissement ou de chauffage comme par exemple la température de l'eau de refroidissement, la répartition de l'air, la température extérieure, le rayonnement solaire incident, l'élévation de température de l'environnement du capteur de température par l'éclairage ou autre perte de puissance. According to an advantageous development, the means for determining the surface temperature uses other quantities of the cooling or heating circuit such as for example the temperature of the cooling water, the distribution of the air, the outside temperature, the incident solar radiation, temperature rise in the environment of the temperature sensor by lighting or other loss of power.
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Ces grandeurs sont en général disponibles telle quelles dans le système de bus équipant un véhicule automobile. La détermination de la température de surface peut tenir compte de ces grandeurs d'influence ou grandeurs perturbatrices par des algorithmes correspondants. Cela augmente la précision de la détermination de la température, notamment de la température de l'habitacle. These quantities are generally available as is in the bus system fitted to a motor vehicle. The determination of the surface temperature can take account of these influence quantities or disturbing quantities by corresponding algorithms. This increases the accuracy of determining the temperature, in particular the temperature of the passenger compartment.
Selon un développement intéressant, des moyens de soufflage sont prévus pour générer l'écoulement d'air enveloppant le capteur de température. A titre d'exemple on a une machine soufflante pour le capteur interne que l'on coupe périodiquement pour obtenir à partir de la courbe variable du signal du capteur de température influencé ainsi plus par l'environnement, pour tirer des conclusions concernant la température de la surface ou les paramètres d'environnement. Les états correspondants des moyens de soufflage sont pris en compte par le moyen déterminant la température de surface. According to an interesting development, blowing means are provided to generate the air flow enveloping the temperature sensor. As an example we have a blower machine for the internal sensor which is cut periodically to obtain from the variable curve of the signal of the temperature sensor thus influenced more by the environment, to draw conclusions regarding the temperature of surface or environmental parameters. The corresponding states of the blowing means are taken into account by the means determining the surface temperature.
Dessins
La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre un schéma de principe du capteur de température et du moyen d'exploitation de signal correspondant, - la figure 2 décrit le système physique de la saisie de la température de l'habitacle et de l'installation d'exploitation correspondante. drawings
The present invention will be described below in more detail with the aid of an embodiment shown in the accompanying drawings in which: - Figure 1 shows a block diagram of the temperature sensor and the operating means of corresponding signal, FIG. 2 describes the physical system for entering the temperature of the passenger compartment and the corresponding operating installation.
Description d'un mode de réalisation
Selon la figure 1, l'exemple de réalisation concerne un capteur de température 11 qui détecte la température TF du capteur. Le capteur de température 11 est entouré par un boîtier de capteur 13 qui est à la température de surface TO. Le signal de sortie du capteur de température 11 est appliqué à une installation d'exploitation 10 qui en déduit une mesure de la température de l'habitacle TI, par exemple d'un véhicule automobile. Des influences étrangères, thermiques, agissent sur le boîtier 13 et influencent la valeur de mesure du capteur de température 11. Le boîtier 13 entourant le capteur de température 11 est traversé par l'air de l'habitacle. Description of an embodiment
According to FIG. 1, the exemplary embodiment relates to a temperature sensor 11 which detects the temperature TF of the sensor. The temperature sensor 11 is surrounded by a sensor housing 13 which is at the surface temperature TO. The output signal from the temperature sensor 11 is applied to an operating installation 10 which deduces a measurement of the temperature of the passenger compartment TI, for example of a motor vehicle. Foreign, thermal influences act on the housing 13 and influence the measurement value of the temperature sensor 11. The housing 13 surrounding the temperature sensor 11 is traversed by the air in the passenger compartment.
Comme grandeur de sortie du système physique 26 pour la saisie de la température de l'habitacle on dispose de la température de palpeur TF. Cette température est pondérée par un élément proportionnel 20 ; il s'agit d'un coefficient de température interne KI. La grandeur de As output quantity of the physical system 26 for entering the interior temperature, the probe temperature TF is available. This temperature is weighted by a proportional element 20; it is an internal temperature coefficient KI. The greatness of
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sortie de l'élément de proportionnalité 20 est pondérée avec le coefficient de découplage KE par un élément de proportionnalité 18. La grandeur de sortie de l'élément de proportionnalité 20 est pondérée avec le coefficient de découplage KE par l'élément de proportionnalité 18. La grandeur de sortie de l'élément de proportionnalité 20 sert en outre de grandeur d'entrée à un élément de temporisation du premier ordre (élément PT1) 16. L'élément PT1 16 forme le moyen de détermination de la température de surface 12. Le signal de sortie de l'élément PT1 16 est appliqué avec un signe algébrique négatif à un premier point de sommation 22 qui reçoit également le signal de sortie du coefficient de proportionnalité 18. La différence obtenue au niveau du premier point de sommation 22 est pondérée par un autre coefficient de proportionnalité 21 (1/ (KE-1)). Il en résulte une grandeur correspondant à la température de l'habitacle TI. output of the proportionality element 20 is weighted with the decoupling coefficient KE by a proportionality element 18. The output quantity of the proportionality element 20 is weighted with the decoupling coefficient KE by the proportionality element 18. The output quantity of the proportionality element 20 is also used as an input quantity to a first order timing element (element PT1) 16. The element PT1 16 forms the means for determining the surface temperature 12. The output signal of the element PT1 16 is applied with a negative algebraic sign to a first summation point 22 which also receives the output signal of the proportionality coefficient 18. The difference obtained at the level of the first summation point 22 is weighted by another proportionality coefficient 21 (1 / (KE-1)). This results in a quantity corresponding to the temperature of the passenger compartment TI.
L'habitacle 28 du véhicule est à une température d'habitacle TI effective. Pour copier le système physique 26 de la saisie de la température de l'habitacle, le modèle suivant s'est imposé. La température TI de l'habitacle est appliquée à la fois à un second élément de temporisation du premier ordre 30 (élément PT1) et à un second point de sommation 32 (avec un signe algébrique négatif) ainsi qu'à un troisième point de sommation 34. La grandeur de sortie du second élément PT1 30 est appliquée avec un signe algébrique positif au second point de sommation 32. La différence résultante du second point de sommation 32 est pondérée avec la valeur inverse du coefficient de découplage KE pour être appliquée au troisième point de sommation 34. Comme grandeur de sortie de ce troisième point de sommation 34 on a la température de capteur TF. The passenger compartment 28 of the vehicle is at an effective passenger compartment temperature TI. To copy the physical system 26 of the entry of the temperature of the passenger compartment, the following model is essential. The cabin temperature TI is applied both to a second first-order timing element 30 (element PT1) and to a second summation point 32 (with a negative algebraic sign) as well as to a third summation point 34. The output quantity of the second element PT1 30 is applied with a positive algebraic sign to the second summation point 32. The resulting difference from the second summation point 32 is weighted with the inverse value of the decoupling coefficient KE to be applied to the third summation point 34. As output variable of this third summation point 34 we have the sensor temperature TF.
Ce système physique 26 donne une indication des relations entre la température de capteur TF et la température de surface TO. Selon l'invention, il est prévu que le moyen de détermination de la température de surface 12 fournisse, sans palpeur de température supplémentaire, uniquement en utilisant le signal de sortie TF du capteur de température 11, une mesure de la température de surface TO (c'est-à-dire de la température virtuelle de surface TOVIRT). On a constaté que la température de surface TO dépendait de la température de capteur TF approximativement avec un comportement PT1. La constante de temps Tl qui décrit l'élément 16 PT1 peut se déterminer de manière expérimentale ; elle dépend essentiellement de la géométrie du montage du capteur de température 11 par rapport au boîtier 13. Le coefficient de température d'habitacle KI tient compte de la caractéristique du capteur de température 11, c'est-à-dire This physical system 26 gives an indication of the relationships between the sensor temperature TF and the surface temperature TO. According to the invention, provision is made for the surface temperature determination means 12 to provide, without an additional temperature sensor, only by using the output signal TF from the temperature sensor 11, a measurement of the surface temperature TO ( i.e. virtual surface temperature TOVIRT). It was found that the surface temperature TO depended on the sensor temperature TF approximately with behavior PT1. The time constant Tl which describes the element 16 PT1 can be determined experimentally; it essentially depends on the geometry of the mounting of the temperature sensor 11 relative to the housing 13. The passenger compartment temperature coefficient KI takes account of the characteristic of the temperature sensor 11, that is to say
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que le coefficient KI représente la normalisation de la température dans l'installation d'exploitation. Le coefficient de découplage KE se détermine par exemple de manière empirique à partir d'une réponse avec saut du système. that the coefficient KI represents the normalization of the temperature in the operating installation. The decoupling coefficient KE is determined for example empirically from a response with jump of the system.
La température de surface (virtuelle) TO fournie par le moyen de détermination de température de surface 12 peut se combiner de manière concordante comme cela a déjà été décrit dans le document DE 37 22 000 C2 avec la température de palpeur TF. La température intérieure TI (température de l'habitacle) résulte de l'équation suivante :
Le moyen de détermination de la température de surface 12 peut être un moyen de traitement numérique de signal. Pour cela on prévoit une mémoire qui enregistre au moins une valeur précédente de la température de
palpeur TO (i-1) et est prise en compte pour la détermination de la température virtuelle de surface TO (i), par exemple selon l'équation :
TOVIRT = TOVIRT anc + (TF nouv-TF anc) * (1/TB) ou : TO (l) = TO (i-1) + (TF (i) - TO (i - 1) * (1/TB), dans laquelle TB représente la constante de temps de la surface. The (virtual) surface temperature TO supplied by the surface temperature determining means 12 can combine in a concordant manner as has already been described in document DE 37 22 000 C2 with the probe temperature TF. The interior temperature TI (cabin temperature) results from the following equation:
The surface temperature determination means 12 can be a digital signal processing means. For this, a memory is provided which records at least one previous value of the temperature of
probe TO (i-1) and is taken into account for the determination of the virtual surface temperature TO (i), for example according to the equation:
TOVIRT = TOVIRT anc + (TF new-TF anc) * (1 / TB) or: TO (l) = TO (i-1) + (TF (i) - TO (i - 1) * (1 / TB) , where TB represents the time constant of the surface.
La température de l'habitacle TI est utilisée pour réguler la température intérieure de l'habitacle d'un véhicule automobile. Le capteur de température 11 est par exemple installé au niveau des pieds, au niveau du tableau de bord ou de la partie supérieure de l'habitacle et au niveau d'une paroi dans un tube traversé par l'air de l'habitacle ou au niveau d'une autre surface de montage. Le capteur de température 11 est ainsi complètement entouré par l'air ; il se trouve à une certaine distance de la paroi du tube ou du boîtier 13. Pour protéger le capteur de température 11, il est par exemple prévu un dispositif de recouvrement à orifices ou à grille. Dans ce montage, la température de capteur TF mesurée par le capteur de température 11 ne dépend pas seulement de l'air qui l'entoure mais également de la paroi associée au capteur de température 11 et du dispositif de recouvrement qui l'entoure. C'est ainsi que par exemple l'air de l'habitacle du véhicule se réchauffe beaucoup plus rapidement que les surfaces 13 entourant le capteur de température 11. Il en résulte une chute de température entre la température de l'air, qui est élevée, et la The interior temperature TI is used to regulate the interior temperature of the interior of a motor vehicle. The temperature sensor 11 is for example installed at the feet, at the dashboard or at the top of the passenger compartment and at the level of a wall in a tube traversed by the air in the passenger compartment or at the level of another mounting surface. The temperature sensor 11 is thus completely surrounded by air; it is located at a certain distance from the wall of the tube or from the housing 13. To protect the temperature sensor 11, there is for example provided a covering device with orifices or grid. In this arrangement, the sensor temperature TF measured by the temperature sensor 11 does not only depend on the air which surrounds it but also on the wall associated with the temperature sensor 11 and on the covering device which surrounds it. Thus, for example, the air in the passenger compartment of the vehicle heats up much more quickly than the surfaces 13 surrounding the temperature sensor 11. This results in a drop in temperature between the air temperature, which is high , and the
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température plus basse du dispositif de recouvrement ou du boîtier 13. La température de capteur TF mesurée par le capteur de température 11 ne correspond ainsi plus à la température effective TI de l'habitacle mais à une température mixte, faussée par la température de la surface TO qui l'entoure. Cette dépendance réciproque est prise en compte par l'installation d'exploitation 10. lower temperature of the covering device or of the housing 13. The sensor temperature TF measured by the temperature sensor 11 no longer corresponds to the effective temperature TI of the passenger compartment but to a mixed temperature, distorted by the temperature of the surface TO who surrounds him. This reciprocal dependence is taken into account by the operating installation 10.
Selon une variante de réalisation, on fournit d'autres coefficients d'influence déterminés à l'installation d'exploitation 10 par l'intermédiaire du système de bus du véhicule. Il s'agit par exemple de la température de l'eau de refroidissement, de la répartition de l'air, du rayonnement solaire incident, de la température extérieure, de l'échauffement de l'environnement du capteur de température par l'éclairage et autres puissances perdues. Ces grandeurs d'influence peuvent se mesurer d'abord simplement de manière empirique et sont copiées par des fonctions simples, des champs de caractéristiques ou des algorithmes dans l'installation d'exploitation 10 pour déterminer la température (virtuelle) de la surface. Les grandeurs perturbatrices Z qui agissent sur l'environnement du capteur intérieur et qui sont connues peuvent être éliminées du capteur virtuel du moyen de détermination de la température de surface 12. According to an alternative embodiment, other determined influence coefficients are supplied to the operating installation 10 via the vehicle bus system. This is for example the temperature of the cooling water, the air distribution, the incident solar radiation, the outside temperature, the heating of the environment of the temperature sensor by lighting. and other lost powers. These influence quantities can first of all be measured empirically and are copied by simple functions, characteristic fields or algorithms in the operating installation 10 to determine the (virtual) temperature of the surface. The disturbing quantities Z which act on the environment of the interior sensor and which are known can be eliminated from the virtual sensor by the means for determining the surface temperature 12.
Selon une autre variante de réalisation, il est prévu une machine soufflante ou ventilateur d'air intérieur qui influence le balayage du capteur de température 11 par l'air. Pour déterminer la température de surface TO on coupe périodiquement le ventilateur du capteur intérieur. A partir de la variation de courbe qui en résulte du signal de capteur TF plus influencé alors par l'environnement on peut tirer des conclusions concernant la température de surface TO ou la température ambiante du capteur de température 11. En modifiant la quantité d'air on modifie le coefficient de découplage KE. A partir de deux mesures avec des coefficients KE différents mais pour une même température d'habitacle TI on peut calculer la température de surface TO car on connaît le coefficient KE avec circulation d'air et le coefficient KE sans circulation d'air. According to another alternative embodiment, there is provided a blowing machine or indoor air fan which influences the scanning of the temperature sensor 11 by the air. To determine the surface temperature TO, the fan of the indoor sensor is periodically switched off. From the resulting curve variation of the TF sensor signal, which is more influenced by the environment, conclusions can be drawn regarding the surface temperature TO or the ambient temperature of the temperature sensor 11. By modifying the amount of air we modify the decoupling coefficient KE. From two measurements with different KE coefficients but for the same cabin temperature TI we can calculate the surface temperature TO because we know the coefficient KE with air circulation and the coefficient KE without air circulation.
Le dispositif tel que décrit convient notamment pour déterminer la température de l'habitacle d'un véhicule automobile. Mais le dispositif n'est pas limité à une telle application. The device as described is particularly suitable for determining the temperature of the passenger compartment of a motor vehicle. However, the device is not limited to such an application.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20130329 |