DE102019121055A1 - Method and device for determining an interior temperature of the vehicle and a vehicle comprising the device - Google Patents
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Abstract
Translated fromGermanDescription
Translated fromGermanDie Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Fahrzeug zum Ermitteln einer Innenraumtemperatur des Fahrzeugs.The invention relates to a method, a device and a vehicle for determining an interior temperature of the vehicle.
Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeuge bekannt, welche über Klimasteuergeräte zur Klimatisierung einer Fahrgastzelle der Fahrzeuge verfügen. Für ein Erreichen einer voreingestellten Zieltemperatur für die Fahrgastzelle werden im Stand der Technik i.d.R. sogenannte belüftete und/oder unbelüftete Innenraumtemperatursensoren eingesetzt, deren Messsignale für eine Regelung jeweiliger Klimasteuergeräte verwendet werden. Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik Fahrzeuge bekannt, welche über eine Mehrzahl von Steuergeräten für unterschiedliche Fahrzeugfunktionen verfügen, wobei die Steuergeräte zur Vermeidung temperaturbedingter Fehlfunktionen der Steuergeräte häufig über steuergeräteinterne Temperatursensoren verfügen.Vehicles are known from the prior art which have air conditioning control devices for air conditioning a passenger compartment of the vehicles. To achieve a preset target temperature for the passenger cell, so-called ventilated and / or non-ventilated interior temperature sensors are generally used in the state of the art, the measurement signals of which are used to regulate the respective climate control devices. Furthermore, vehicles are known from the prior art which have a plurality of control units for different vehicle functions, the control units often having temperature sensors inside the control unit in order to avoid temperature-related malfunctions of the control units.
Die im Stand der Technik eingesetzten Innenraumtemperatursensoren haben den Nachteil, dass diese mit zusätzlichen Kosten, zusätzlichen Bauraumanforderungen, designtechnischen Einschränkungen im Innenraum der Fahrzeuge und evtl. Störanfälligkeiten einhergehen können.The interior temperature sensors used in the prior art have the disadvantage that they can be associated with additional costs, additional space requirements, design restrictions in the interior of the vehicles and possibly susceptibility to failure.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese und weitere Nachteile des Standes der Technik durch ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Fahrzeug zum Ermitteln einer Innenraumtemperatur des Fahrzeugs zu lindern bzw. auszuräumen.It is therefore an object of the present invention to alleviate or eliminate these and other disadvantages of the prior art by means of a method, a device and a vehicle for determining an interior temperature of the vehicle.
Die Lösung der vorstehend identifizierten Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.The object identified above is achieved by the features of the independent claims. The subclaims contain preferred developments of the invention.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Innenraumtemperatur eines Fahrzeugs vorgeschlagen. Das Fahrzeug kann beispielsweise ein Straßenfahrzeug (z.B. Motorrad, PKW, Transporter, LKW) oder ein Schienenfahrzeug oder ein Luftfahrzeug/Flugzeug und/oder ein Wasserfahrzeug sein. Unter der Innenraumtemperatur des Fahrzeugs soll nachfolgend eine Lufttemperatur innerhalb einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs verstanden werden. Des Weiteren kann die Innenraumtemperatur eine durchschnittliche Lufttemperatur innerhalb der Fahrgastzelle oder eine spezifische Lufttemperatur an einer vordefinierten Position innerhalb der Fahrgastzelle des Fahrzeugs repräsentieren.According to a first aspect of the present invention, a method for determining an interior temperature of a vehicle is proposed. The vehicle can be, for example, a road vehicle (e.g. motorcycle, car, van, truck) or a rail vehicle or an aircraft / airplane and / or a watercraft. In the following, the interior temperature of the vehicle should be understood to mean an air temperature within a passenger compartment of the vehicle. Furthermore, the interior temperature can represent an average air temperature within the passenger compartment or a specific air temperature at a predefined position within the passenger compartment of the vehicle.
In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Startwert für die Innenraumtemperatur des Fahrzeugs auf Basis eines Temperatursensors eines Steuergerätes des Fahrzeugs ermittelt. Der Temperatursensor kann beispielsweise ein Heißleiter (NTC), ein Kaltleiter (PTC), ein Halbleiter-Temperatursensor, ein Thermoelement, ein photoelektrischer Sensor, oder ein Sensor einer davon abweichenden Gattung sein. Des Weiteren kann der Temperatursensor ein integriertes Element (z. B. in einen Halbleiter-Chip integriert) oder ein separates Element sein, welches eingerichtet ist, kontaktbehaftet oder kontaktlos eine Temperatur einer wärmeerzeugenden Quelle (z. B. eines elektrischen Bauelementes) zu erfassen. Das Steuergerät kann grundsätzlich ein beliebiges Steuergerät des Fahrzeugs sein, welches ursprünglich nicht für eine Klimatisierung bzw. eine Regelung einer Klimatisierung der Fahrgastzelle des Fahrzeugs vorgesehen ist, wobei das Steuergerät ein Gehäuse umfasst und der Temperatursensor für ein Erfassen einer Wärmeentwicklung von Komponenten innerhalb des Gehäuses des Steuergerätes vorgesehen ist. Als Beispiele für ein solches Steuergerät kommen u. a. ein Kombiinstrument und/oder eine Head-Unit und/oder ein Zentraldisplay und/oder ein Entertainment-System (z. B. ein Audiosystem und/oder ein Videosystem) und/oder ein Display des Entertainment-Systems und/oder ein Sitzmodul und/oder ein Regen- und/oder Lichtsensor und/oder ein Beschlagsensor und/oder ein Steuergerät für eine Innenraumbeleuchtung und/oder ein Motorsteuergerät und/oder weitere Steuergerät in Frage. Ferner kann das Steuergerät grundsätzlich an beliebigen Positionen im bzw. am Fahrzeug angeordnet sein, wobei eine bevorzugte Position innerhalb der Fahrgastzelle bzw. unmittelbar angrenzend an die Fahrgastzelle liegt.In a first step of the method according to the invention, a starting value for the interior temperature of the vehicle is determined on the basis of a temperature sensor of a control unit of the vehicle. The temperature sensor can be, for example, a thermistor (NTC), a PTC thermistor, a semiconductor temperature sensor, a thermocouple, a photoelectric sensor, or a sensor of a different type. Furthermore, the temperature sensor can be an integrated element (e.g. integrated into a semiconductor chip) or a separate element which is set up to detect a temperature of a heat-generating source (e.g. an electrical component) with or without contact. The control device can in principle be any control device of the vehicle that is not originally intended for air conditioning or for regulating air conditioning of the passenger compartment of the vehicle, the control device comprising a housing and the temperature sensor for detecting heat generation from components within the housing of the Control device is provided. Examples of such a control device include an instrument cluster and / or a head unit and / or a central display and / or an entertainment system (e.g. a Audio system and / or a video system) and / or a display of the entertainment system and / or a seat module and / or a rain and / or light sensor and / or a condensation sensor and / or a control device for interior lighting and / or an engine control device and / or another control unit in question. Furthermore, the control device can in principle be arranged at any position in or on the vehicle, a preferred position being within the passenger cell or directly adjacent to the passenger cell.
Das Gehäuse des Steuergerätes kann grundsätzlich aus einem beliebigen Material, insbesondere aber aus Metall bestehen und grundsätzlich eine beliebige Form aufweisen. Zum Ermitteln des Startwertes für die Innenraumtemperatur des Fahrzeugs kann das Steuergerät informationstechnisch mit einer erfindungsgemäßen Auswerteeinheit verbunden sein, wobei die erfindungsgemäße Auswerteeinheit bevorzugt eingerichtet ist, das hier beschriebene erfindungsgemäße Verfahren auf Basis eines Computerprogramms auszuführen. Die informationstechnische Anbindung zwischen dem Steuergerät und der Auswerteeinheit kann beispielsweise über ein Bordnetz und/oder ein Teilbordnetz des Fahrzeugs erfolgen (z. B. über ein Automotive-Bussystem wie CAN, LIN, MOST, Ethernet, FlexRay, usw.). Die Auswerteeinheit kann ein eigenständiges Steuergerät des Fahrzeugs oder ein Bestandteil eines bestehenden Steuergerätes des Fahrzeugs sein und informationstechnisch mit einer internen und/oder externen Speichereinheit verbunden sein, in welcher durch die Auswerteeinheit empfangene und/oder verarbeitete Daten abgelegt werden können.The housing of the control device can in principle consist of any material, but in particular of metal, and in principle have any shape. To determine the starting value for the interior temperature of the vehicle, the control device can be connected to an evaluation unit according to the invention in terms of information technology, the evaluation unit according to the invention preferably being set up to carry out the method according to the invention described here on the basis of a computer program. The information technology connection between the control unit and the evaluation unit can take place, for example, via an on-board network and / or a sub-on-board network of the vehicle (e.g. via an automotive bus system such as CAN, LIN, MOST, Ethernet, FlexRay, etc.). The evaluation unit can be an independent control unit of the vehicle or a component of an existing control unit of the vehicle and can be connected for information purposes to an internal and / or external storage unit in which data received and / or processed by the evaluation unit can be stored.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Temperatursensor des Steuergerätes bevorzugt innerhalb des Steuergerätes angeordnet sein kann, darüber hinaus ist es aber auch denkbar, dass der Temperatursensor außerhalb des Gehäuses angeordnet und informationstechnisch mit einer Auswerteeinheit des Steuergerätes verbunden ist. In beiden Fällen repräsentieren jedoch weder das Steuergerät noch der dem Steuergerät zugeordnete Temperatursensor Komponenten, welche ursprünglich für die Klimatisierung der Fahrgastzelle des Fahrzeugs vorgesehen sind. Dies unterscheidet das Steuergerät und den zugehörigen Temperatursensor somit von einem Klimasteuergerät und einem dem Klimasteuergerät zugeordneten Temperatursensor, wobei der dem Klimasteuergerät zugeordnete Temperatursensor in einem Bereich der Fahrgastzelle und/oder innerhalb eines Luftkanals eines Klimatisierungssystems angeordnet sein kann. Dies hat den Hintergrund, dass auf Basis des erfindungsgemäßen Verfahrens ein dedizierter Temperatursensor des Klimasteuergerätes für das Ermitteln des Startwertes entfallen kann, indem stattdessen für andere Zwecke vorgesehene Temperatursensoren von Steuergeräten zum Ermitteln des Startwertes verwendet werden. Auf diese Weise können, wie oben beschrieben, Kosten und/oder ein Bauraumbedarf und/oder Designbeeinträchtigungen durch die Anordnung des Temperatursensors und/oder Messfehler für einen solchen dedizierten Temperatursensor vermieden werden. Der dedizierte Temperatursensor des Klimasteuergerätes kann beispielsweise ein belüfteter oder ein unbelüfteter Temperatursensor sein.It should be noted that the temperature sensor of the control device can preferably be arranged inside the control device, but it is also conceivable that the temperature sensor is arranged outside the housing and is connected to an evaluation unit of the control device in terms of information technology. In both cases, however, neither the control device nor the temperature sensor assigned to the control device represent components that are originally intended for air conditioning the passenger compartment of the vehicle. This distinguishes the control device and the associated temperature sensor from an air conditioning control device and a temperature sensor assigned to the air conditioning control device, wherein the temperature sensor assigned to the air conditioning control device can be arranged in an area of the passenger compartment and / or within an air duct of an air conditioning system. The background to this is that, on the basis of the method according to the invention, a dedicated temperature sensor of the climate control device for determining the start value can be dispensed with, in that instead temperature sensors of control devices provided for other purposes are used to determine the start value. In this way, as described above, costs and / or installation space requirements and / or design impairments due to the arrangement of the temperature sensor and / or measurement errors for such a dedicated temperature sensor can be avoided. The dedicated temperature sensor of the climate control device can be, for example, a ventilated or an unventilated temperature sensor.
In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels der erfindungsgemäßen Auswerteeinheit eine aktuelle Innenraumtemperatur des Fahrzeugs auf Basis des Startwertes und auf Basis eines Temperaturmodells für die Innenraumtemperatur ermittelt. Das Temperaturmodell kann insbesondere mittels des durch die Auswerteeinheit ausgeführten Computerprogramms realisiert werden und ein physikalisches Modell (unter Berücksichtigung von Energieeinträgen und Energieabgaben in den bzw. aus dem Innenraum des Fahrzeugs) für ein Erwärmen bzw. ein Abkühlen der Innenraumtemperatur des Fahrzeugs repräsentieren. Zu diesem Zweck kann der ermittelte Startwert für die Innenraumtemperatur in Verbindung mit weiteren Eingangsgrößen in das Temperaturmodell eingespeist werden. Als weitere Eingangsgrößen kommen grundsätzlich beliebige Einflussfaktoren in Frage, welche einen Einfluss auf die Innenraumtemperatur des Fahrzeugs haben können (z. B. eine aktuelle Sonneneinstrahlung in die Fahrgastzelle). Diese werden weiter unten im Zuge der Beschreibung der vorteilhaften Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung im Detail erläutert. Mit anderen Worten schlägt das erfindungsgemäße Verfahren nach dem initialen Ermitteln des Startwertes vor, eine jeweils aktuelle Innenraumtemperatur des Fahrzeugs ausschließlich auf Basis des Temperaturmodells zu bestimmen. Bevorzugt besteht das Temperaturmodell aus einem Luftmengenverteilungsmodell für unterschiedliche Klimatisierungsebenen (z. B. Entfrostungsebene, Belüftungsebene im Fußraum usw.) und jeweiligen damit korrespondierenden Ausblastemperaturen. Das Luftmengenverteilungsmodell nutzt beispielsweise Informationen über Gebläseeinstellungen und/oder Klappeneinstellungen des Klimasteuergerätes des Fahrzeugs, aus welchen jeweilige Wärmeeinträge in den Innenraum des Fahrzeugs resultieren. Bevorzugt besteht das Temperaturmodell zusätzlich aus einem Wärmeaustauschmodell, welches einen Wärmeaustausch zwischen dem Innenraum bzw. der Fahrgastzelle des Fahrzeugs und einer Umgebung des Fahrzeugs beschreibt. Hierfür können insbesondere fahrzeugspezifische Parameter berücksichtigt werden, wie zum Beispiel Fensterflächen und/oder Karosserieeigenschaften.In a second step of the method according to the invention, the evaluation unit according to the invention is used to determine a current interior temperature of the vehicle on the basis of the starting value and on the basis of a temperature model for the interior temperature. The temperature model can in particular be implemented by means of the computer program executed by the evaluation unit and represent a physical model (taking into account energy inputs and energy outputs into or from the interior of the vehicle) for heating or cooling the interior temperature of the vehicle. For this purpose, the determined starting value for the interior temperature can be fed into the temperature model in connection with further input variables. Any influencing factors that can have an influence on the interior temperature of the vehicle (e.g. current solar radiation in the passenger compartment) can be considered as further input variables. These are explained in detail further below in the course of the description of the advantageous embodiments of the present invention. In other words, after the initial determination of the start value, the method according to the invention proposes to determine a current interior temperature of the vehicle exclusively on the basis of the temperature model. The temperature model preferably consists of an air volume distribution model for different air conditioning levels (e.g. defrosting level, ventilation level in the footwell, etc.) and the respective corresponding blow-out temperatures. The air volume distribution model uses, for example, information about fan settings and / or flap settings of the vehicle's climate control device, from which the respective heat inputs into the interior of the vehicle result. The temperature model preferably also consists of a heat exchange model which describes a heat exchange between the interior or the passenger compartment of the vehicle and the surroundings of the vehicle. For this purpose, vehicle-specific parameters in particular can be taken into account, such as window areas and / or body properties.
In einem dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Information über die ermittelte Innenraumtemperatur im Fahrzeug und insbesondere für eine Regelung eines Klimasteuergerätes des Fahrzeugs verwendet. Hierfür kann die erfindungsgemäße Auswerteeinheit informationstechnisch über das Bordnetz des Fahrzeugs mit dem Klimasteuergerät verbunden sein, um die Information über die ermittelte Innenraumtemperatur an das Klimasteuergerät zu übertragen. Das Klimasteuergerät kann die Information über die ermittelte Innenraumtemperatur anschließend als Ist-Temperatur in eine Regelung für eine Innenraumklimatisierung einspeisen. Darüber hinaus ist es auch denkbar, die Information über die ermittelte Innenraumtemperatur in weiteren Steuergeräten des Fahrzeugs vorteilhaft zu verwenden.In a third step of the method according to the invention, information about the determined interior temperature in the vehicle and used in particular for regulating an air conditioning control unit of the vehicle. For this purpose, the evaluation unit according to the invention can be connected to the air conditioning control device in terms of information technology via the vehicle's electrical system in order to transmit the information about the determined interior temperature to the air conditioning control device. The climate control device can then feed the information about the determined interior temperature as the actual temperature into a control system for interior air conditioning. In addition, it is also conceivable to advantageously use the information about the determined interior temperature in further control units of the vehicle.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfasst der Temperatursensor des Steuergerätes eine Temperatur eines elektronischen Bauelements und insbesondere eines Halbleiter-Chips und/oder eines Kühlkörpers des elektrischen Bauelements und/oder einer Leiterplatte oder eines Teils der Leiterplatte des Steuergerätes und/oder einer Luft innerhalb des Gehäuses. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, mittels des Temperatursensors des Steuergerätes Temperaturen weiterer Bereiche am bzw. im Steuergerät zu erfassen.In an advantageous embodiment of the present invention, the temperature sensor of the control device detects a temperature of an electronic component and in particular a semiconductor chip and / or a heat sink of the electrical component and / or a circuit board or part of the circuit board of the control device and / or an air inside the Housing. As an alternative or in addition, it is also conceivable to use the temperature sensor of the control device to record temperatures of further areas on or in the control device.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Gehäuse luftdicht abgeschlossen oder weist eine vordefinierte Öffnungsfläche zu einer Luft außerhalb des Gehäuses auf. Die vordefinierte Öffnungsfläche kann sich beispielsweise aus den Öffnungen eines oder mehrerer Lüftungsschlitze zusammensetzen. Darüber hinaus kann das Gehäuse auch davon abweichende Öffnungsformen umfassen. Im Falle einer Mehrzahl einzelner Öffnungen im Gehäuse können diese grundsätzlich an beliebigen (auch verteilten) Positionen des Gehäuses angeordnet sein. Ein Verhältnis der Öffnungsfläche zur Gesamtfläche des Gehäuses kann insbesondere im Bereich von 1% bis 20%, insbesondere im Bereich von 3% bis 15% und insbesondere bevorzugt im Bereich von 5% bis 10% liegen. Darüber hinaus kann über die Öffnungsfläche (z.B. über vorstehend genannte Lüftungsschlitze) ein Luftaustausch zwischen der Luft innerhalb des Gehäuses und der Luft außerhalb des Gehäuses stattfinden und durch den Luftaustausch insbesondere ein Luftvolumen im Bereich von 0,1 I/h bis 10 l/h, bevorzugt im Bereich von 1 I/h bis 7 l/h und insbesondere bevorzugt im Bereich von 2 I/h bis 5 l/h ausgetauscht werden. Auf diese Weise kann bei einer entsprechenden Anordnung des Steuergerätes im Bereich der Fahrgastzelle oder angrenzend an die Fahrgastzelle, Luft aus dem Innenraum zum Temperatursensor des Steuergerätes gelangen, wodurch die Temperatur der Luft aus der Fahrgastzelle (nach einer Abkühlphase steuergeräteinterner Komponenten) durch den Temperatursensor des Steuergerätes erfasst werden kann. Es sei darauf hingewiesen, dass vorstehende Angaben bzgl. des Verhältnisses der Öffnungsfläche zur Gesamtfläche des Gehäuses und bzgl. des ausgetauschten Luftvolumens pro Stunde beispielhafte Angaben und keine einschränkenden Angaben darstellen. Insbesondere bei einer Verwendung einer aktiven Kühlung (z. B. mittels eines Lüfters des Steuergerätes) kann ein ausgetauschtes Luftvolumen zwischen der Luft innerhalb des Gehäuses und der Luft außerhalb des Gehäuses bei gleichbleibender Öffnungsfläche entsprechend deutlich höher liegen.In a further advantageous embodiment of the present invention, the housing is hermetically sealed or has a predefined opening area to air outside the housing. The predefined opening area can be composed, for example, of the openings of one or more ventilation slots. In addition, the housing can also have different opening shapes. In the case of a plurality of individual openings in the housing, these can in principle be arranged at any (also distributed) positions of the housing. A ratio of the opening area to the total area of the housing can in particular be in the range from 1% to 20%, in particular in the range from 3% to 15% and particularly preferably in the range from 5% to 10%. In addition, an air exchange between the air inside the housing and the air outside the housing can take place via the opening area (e.g. via the aforementioned ventilation slots) and, through the air exchange, in particular an air volume in the range of 0.1 l / h to 10 l / h, preferably in the range from 1 l / h to 7 l / h and particularly preferably in the range from 2 l / h to 5 l / h. In this way, with a corresponding arrangement of the control unit in the area of the passenger compartment or adjacent to the passenger compartment, air from the interior can reach the temperature sensor of the control unit, whereby the temperature of the air from the passenger compartment (after a cooling phase of the components inside the control unit) is passed through the temperature sensor of the control unit can be captured. It should be pointed out that the above information regarding the ratio of the opening area to the total area of the housing and regarding the exchanged air volume per hour represent exemplary information and not restrictive information. In particular when using active cooling (e.g. by means of a fan of the control device), an exchanged air volume between the air inside the housing and the air outside the housing can be significantly higher with the opening area remaining the same.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung berücksichtigt das Temperaturmodell eine Luftmengenverteilung innerhalb der Fahrgastzelle des Fahrzeugs und/oder einen Wärmeaustausch mit dem Umfeld des Fahrzeugs. Letzteres kann bevorzugt auf Basis eines Außentemperatursensors des Fahrzeugs erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das Temperaturmodell eine Temperatur für eine vordefinierte Position innerhalb der Fahrgastzelle des Fahrzeugs berechnen.In a further advantageous embodiment of the present invention, the temperature model takes into account an air volume distribution within the passenger compartment of the vehicle and / or a heat exchange with the surroundings of the vehicle. The latter can preferably take place on the basis of an outside temperature sensor of the vehicle. Alternatively or additionally, the temperature model can calculate a temperature for a predefined position within the passenger compartment of the vehicle.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden Informationen über einen Winkel und/oder eine Dauer und/oder eine Strahlungsleistung einer Sonneneinstrahlung (z. B. mittels Innen- und/oder Außenkamera des Fahrzeugs erfassbar) bezüglich der Fahrgastzelle und/oder eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs (z. B. aus Radrehzahlinformationen ermittelt) und/oder eine Helligkeit innerhalb der Fahrgastzelle und/oder Wetterbedingungen (z. B. basierend auf im Fahrzeug empfangenen Wetterinformationen) und/oder eine Außentemperatur (z. B. mittels eines Außentemperatursensors erfasst oder auf Basis empfangener Wetterinformationen ermittelt) im Umfeld des Fahrzeugs und/oder eine Ausdehnung und/oder eine Anordnungsposition und/oder eine Energiedurchlässigkeit (hinsichtlich einer Wärmestrahlung und/oder einer Wärmeleitung) von Fenstern und/oder Fensterverdunkelungsvorrichtungen (z.B. Sonnenschutzrollos) des Fahrzeugs und/oder einen Öffnungsgrad und/oder eine Öffnungsdauer jeweiliger Fenster und/oder einen Öffnungsgrad und/oder einen Verschattungsgrad und/oder eine Öffnungsdauer jeweiliger Dachfenster und/oder jeweiliger öffenbarer Dachbestandteile (z.B. Schiebedach, öffenbares Dach), und/oder eine Windgeschwindigkeit und/oder eine Windrichtung im Umfeld des Fahrzeugs und/oder eine Anzahl von Personen im Fahrzeug (und damit über eine jeweilige durchschnittliche Wärmeleistung von ungefähr 100 Watt pro Person) und/oder Oberflächeneigenschaften von Materialien (z. B. helles oder dunkles Interieur) in der Fahrgastzelle und/oder Materialeigenschaften und/oder Ausdehnungen und/oder Geometrien von Karosserieteilen des Fahrzeugs und/oder eine an die Fahrgastzelle abgegebene Wärmeenergie von Komponenten (z. B. von Steuergeräten, durch den Motor oder durch das Getriebe usw.) des Fahrzeugs und/oder eine in der Fahrgastzelle durchgeführte Energieentnahme aus einem Bordnetz des Fahrzeugs (z.B. über einen Zigarettenanzünder) und/oder Gebläse- und/oder Temperatur- und/oder Klappeneinstellungen des Klimasteuergerätes des Fahrzeugs als Eingangsgrößen in das Temperaturmodell eingespeist. Es sei darauf hingewiesen, dass darüber hinaus weitere die Innenraumtemperatur beeinflussende Eingangsgrößen berücksichtigt werden können und dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf die vorstehend genannten Eingangsgrößen beschränkt ist.In a further advantageous embodiment of the present invention, information about an angle and / or a duration and / or a radiation power of solar radiation (e.g. can be detected by means of the inside and / or outside camera of the vehicle) with regard to the passenger compartment and / or a speed of the Vehicle (e.g. determined from wheel speed information) and / or a brightness within the passenger compartment and / or weather conditions (e.g. based on weather information received in the vehicle) and / or an outside temperature (e.g. detected or recorded by means of an outside temperature sensor Based on received weather information) in the area around the vehicle and / or an extent and / or an arrangement position and / or an energy permeability (with regard to thermal radiation and / or thermal conduction) of windows and / or window darkening devices (e.g. sun protection blinds) of the vehicle and / or a Degree of opening and / or an opening period in each case liger window and / or a degree of opening and / or a degree of shading and / or an opening duration of the respective skylights and / or respective openable roof components (e.g. sliding roof, openable roof), and / or a wind speed and / or a wind direction in the area around the vehicle and / or a number of people in the vehicle (and thus over a respective average heat output of approximately 100 watts per person) and / or surface properties of materials (e.g. B. light or dark interior) in the passenger cell and / or material properties and / or expansions and / or geometries of body parts of the vehicle and / or heat energy released to the passenger cell by components (e.g. from control units, by the engine or by the Transmission etc.) of the vehicle and / or an energy extraction carried out in the passenger cell from an on-board network of the vehicle (e.g. via a cigarette lighter) and / or fan and / or temperature and / or flap settings of the vehicle's air conditioning control unit are fed into the temperature model as input variables . It should be noted that further input variables influencing the interior temperature can be taken into account and that the method according to the invention is not limited to the input variables mentioned above.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird der Startwert für die Innenraumtemperatur in Abhängigkeit eines Stillstandzeitpunktes des Fahrzeugs und/oder eines Deaktivierungszeitpunktes des Klimasteuergerätes des Fahrzeugs und/oder eines Deaktivierungszeitpunktes des Steuergerätes des Fahrzeugs und/oder vordefinierter Randbedingungen ermittelt. Dies hat den Hintergrund, dass zum Zeitpunkt des Ermittelns des Startwertes sichergestellt werden muss, dass ein aktuell gemessener Temperaturwert der tatsächlichen Innenraumtemperatur des Fahrzeugs entspricht. Mit anderen Worten ist es für das erfindungsgemäße Verfahren erforderlich, dass eine Eigenerwärmung des Steuergerätes durch einen aktiven Betrieb vor dem Ermitteln des Startwertes so weit abgeklungen ist, dass der korrespondierende Temperatursensor des Steuergerätes nicht mehr die Eigenerwärmung des Steuergerätes, sondern die Innenraumtemperatur des Fahrzeugs erfasst. Zu diesem Zweck kann in der an die Auswerteeinheit angebundenen Speichereinheit beispielsweise eine Mehrzahl vordefinierter Wartezeiten hinterlegt sein, welche jeweilige einzuhaltende Wartezeiten nach oben genannten Deaktivierungszeitpunkten festlegen.In a further advantageous embodiment of the present invention, the starting value for the interior temperature is determined as a function of a standstill time of the vehicle and / or a deactivation time of the air conditioning control unit of the vehicle and / or a deactivation time of the control unit of the vehicle and / or predefined boundary conditions. The reason for this is that at the time the starting value is determined, it must be ensured that a currently measured temperature value corresponds to the actual interior temperature of the vehicle. In other words, the method according to the invention requires that self-heating of the control unit due to active operation has subsided to such an extent that the corresponding temperature sensor of the control unit no longer detects the self-heating of the control unit, but rather the interior temperature of the vehicle. For this purpose, for example, a plurality of predefined waiting times can be stored in the memory unit connected to the evaluation unit, which define respective waiting times to be observed after the above-mentioned deactivation times.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die Innenraumtemperatur auf Basis einer Exponentialfunktion und/oder auf Basis weiterer Einflussgrößen auf die Innenraumtemperatur an eine aktuelle Außentemperatur im Umfeld des Fahrzeugs angeglichen. Ein derartiges Angleichen der Innenraumtemperatur an die aktuelle Außentemperatur kann zum einen genutzt werden, um auf Basis des Temperaturmodells eine jeweils aktuelle Innenraumtemperatur zu bestimmen und kann zum anderen genutzt werden, um den Startwert bezüglich der Außentemperatur zu ermitteln. Letzteres kann insbesondere dann erfolgen, wenn sich die Innenraumtemperatur des Fahrzeugs nach einer längeren Stillstandzeit nach einem Betrieb des Fahrzeugs im Wesentlichen vollständig an eine aktuelle Außentemperatur angeglichen hat. Dies kann beispielsweise sichergestellt werden, indem im Ansprechen auf ein Beenden einer Fahrt des Fahrzeugs die oben beschriebene vordefinierte Wartezeit nach Stillstand des Fahrzeugs eingehalten wird, bevor der Startwert ermittelt wird. Um darüber hinaus sicherzustellen, dass keine weiteren Einflussgrößen wie eine aktuelle Sonneneinstrahlung usw. die Starttemperaturmessung bezüglich der Außentemperatur verfälschen, kann das Ermitteln des Startwertes nach Ablauf der vordefinierten Wartezeit zusätzlich in Abhängigkeit einer Uhrzeit (insbesondere zu einer Nachtzeit) durchgeführt werden.In a further advantageous embodiment of the present invention, the interior temperature is adjusted to a current exterior temperature in the vicinity of the vehicle on the basis of an exponential function and / or on the basis of further influencing variables on the interior temperature. Such an adjustment of the interior temperature to the current exterior temperature can on the one hand be used to determine a current interior temperature on the basis of the temperature model and on the other hand it can be used to determine the starting value for the exterior temperature. The latter can take place in particular when the interior temperature of the vehicle has essentially completely adjusted to a current exterior temperature after a long period of standstill after the vehicle has been operated. This can be ensured, for example, in that, in response to the end of a journey of the vehicle, the predefined waiting time described above after the vehicle has come to a standstill is observed before the starting value is determined. In order to also ensure that no other influencing variables such as current solar radiation etc. falsify the start temperature measurement with regard to the outside temperature, the start value can also be determined after the predefined waiting time has elapsed depending on a time (especially at night).
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die auf Basis des Temperaturmodells ermittelte Innenraumtemperatur des Fahrzeugs auf Basis des Temperatursensors des Steuergerätes zu vordefinierten Zeitpunkten und/oder im Ansprechen auf ein Eintreten vordefinierter Ereignisse plausibilisiert. Mit anderen Worten kann die im Zuge des Ermittelns des Startwertes durchgeführte echte Temperaturmessung auch zusätzlich während des nachgelagerten Ermittelns der Innenraumtemperatur auf Basis des Temperaturmodells erfolgen. Durch diese zusätzlichen echten Temperaturmessungen kann verhindert werden, dass evtl. nicht berücksichtigte Einflussgrößen auf die Innentemperatur und/oder Ungenauigkeiten im Temperaturmodell mit der Zeit zu einer übermäßigen Abweichung zwischen der tatsächlichen Innenraumtemperatur und der auf Basis des Temperaturmodells berechneten Innenraumtemperatur führen. Da für die Startwertermittlung verwendete Temperatursensoren jeweiliger Steuergeräte in einem aktiven Betrieb der Steuergeräte i.d.R. durch deren Eigenerwärmungen beeinflusst werden, können für die jeweiligen Steuergeräte Temperaturverlaufskurven in der Speichereinheit der Auswerteeinheit hinterlegt werden, auf deren Basis die Eigenerwärmung der Steuergeräte aus den gemessenen Temperaturwerten herausgerechnet werden können. Die auf diese Weise kompensierten Temperaturwerte können anschließend mit den aktuell durch das Temperaturmodell berechneten Werten für die Innenraumtemperatur abgeglichen werden.In a further advantageous embodiment of the present invention, the interior temperature of the vehicle determined on the basis of the temperature model is checked for plausibility on the basis of the temperature sensor of the control device at predefined times and / or in response to the occurrence of predefined events. In other words, the real temperature measurement carried out in the course of determining the starting value can also take place during the subsequent determination of the interior temperature on the basis of the temperature model. These additional real temperature measurements can prevent any influencing variables that have not been taken into account on the interior temperature and / or inaccuracies in the temperature model from leading over time to an excessive deviation between the actual interior temperature and the interior temperature calculated on the basis of the temperature model. Since the temperature sensors of the respective control units used to determine the starting value are generally influenced by their own heating during active operation of the control units, temperature curves for the respective control units can be stored in the storage unit of the evaluation unit, on the basis of which the self-heating of the control units can be calculated from the measured temperature values. The temperature values compensated in this way can then be compared with the values currently calculated by the temperature model for the interior temperature.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird auf Basis des Temperaturmodells eine Prognose für die aktuelle Innenraumtemperatur des Fahrzeugs ermittelt, wobei die Prognose insbesondere 10 Sekunden, bevorzugt 30 Sekunden und insbesondere bevorzugt 1 Minute in die Zukunft reicht. Diese Information kann durch die erfindungsgemäße Auswerteeinheit an das Klimasteuergerät des Fahrzeugs übertragen werden, wodurch das Klimasteuergerät in die Lage versetzt werden kann, eine Regelung hinsichtlich einer durch einen Benutzer eingestellten Zieltemperatur für das Klimasteuergerät zu verbessern.In a further advantageous embodiment of the present invention, a prognosis for the current interior temperature of the vehicle is determined on the basis of the temperature model, the prognosis extending in particular 10 seconds, preferably 30 seconds and particularly preferably 1 minute into the future. This information can be transmitted by the evaluation unit according to the invention to the air conditioning control device of the vehicle, whereby the air conditioning control device can be enabled to improve regulation with regard to a target temperature set by a user for the air conditioning control device.
Es sei allgemein darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch auf Basis einer Mehrzahl von Temperatursensor einer Mehrzahl von Steuergeräten des Fahrzeugs ausgeführt werden kann, deren jeweilige Messwerte als separate Eingangsgrößen in das Temperaturmodell eingespeist werden können. Auf diese Weise kann eine Zuverlässigkeit der Startwertbestimmung weiter verbessert werden.It should be noted in general that the method according to the invention is also carried out on the basis of a plurality of temperature sensors of a plurality of control units of the vehicle whose respective measured values can be fed into the temperature model as separate input variables. In this way, the reliability of the starting value determination can be further improved.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Innenraumtemperatur eines Fahrzeugs vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst eine Auswerteeinheit mit einem Dateneingang und einem Datenausgang. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise als ASIC, FPGA, Prozessor, digitaler Signalprozessor, Mikrocontroller, o.ä., ausgestaltet sein und informationstechnisch mit einer internen und/oder externen Speichereinheit verbunden sein. Die Auswerteeinheit ist in Verbindung mit dem Dateneingang eingerichtet, einen Startwert für die Innenraumtemperatur des Fahrzeugs auf Basis eines Temperatursensors eines Steuergerätes des Fahrzeugs zu ermitteln, wobei das Steuergerät ein Gehäuse umfasst und der Temperatursensor für ein Erfassen einer Wärmeentwicklung von Komponenten innerhalb des Gehäuses des Steuergerätes vorgesehen ist. Des Weiteren ist die Auswerteeinheit eingerichtet, eine aktuelle Innenraumtemperatur des Fahrzeugs auf Basis des Startwertes und auf Basis eines Temperaturmodells für die Innenraumtemperatur zu ermitteln. Zusätzlich ist die Auswerteeinheit in Verbindung mit dem Datenausgang eingerichtet, eine Information über die ermittelte Innenraumtemperatur im Fahrzeug und insbesondere für eine Regelung eines Klimasteuergerätes des Fahrzeugs zu verwenden.According to a second aspect of the present invention, a device for determining an interior temperature of a vehicle is proposed. The device comprises an evaluation unit with a data input and a data output. The evaluation unit can be designed, for example, as an ASIC, FPGA, processor, digital signal processor, microcontroller, or the like, and can be connected to an internal and / or external storage unit for information purposes. The evaluation unit is set up in connection with the data input to determine a starting value for the interior temperature of the vehicle on the basis of a temperature sensor of a control device of the vehicle, the control device comprising a housing and the temperature sensor being provided for detecting heat development of components within the housing of the control device is. Furthermore, the evaluation unit is set up to determine a current interior temperature of the vehicle on the basis of the starting value and on the basis of a temperature model for the interior temperature. In addition, the evaluation unit is set up in connection with the data output to use information about the determined interior temperature in the vehicle and in particular to regulate a climate control device of the vehicle.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug vorgeschlagen, welches eine Vorrichtung gemäß dem zweitgenannten Erfindungsaspekt umfasst. Die Merkmale, Merkmalskombinationen sowie die sich aus diesen ergebenden Vorteile entsprechen den in Verbindung mit dem erstgenannten und zweitgenannten Erfindungsaspekt ausgeführten derart ersichtlich, dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.According to a third aspect of the present invention, a vehicle is proposed which comprises a device according to the second-mentioned aspect of the invention. The features, feature combinations and the advantages resulting from them correspond to those set out in connection with the first-mentioned and second-mentioned aspects of the invention in such a way that reference is made to the above statements to avoid repetition.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
1 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und2 eine schematische Übersicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einem Fahrzeug.
1 a flow chart illustrating steps of an exemplary embodiment of a method according to the invention; and2 a schematic overview of a device according to the invention in connection with a vehicle.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- AuswerteeinheitEvaluation unit
- 1212
- DateneingangData input
- 1414th
- DatenausgangData output
- 2020th
- SpeichereinheitStorage unit
- 3030th
- TemperatursensorTemperature sensor
- 3535
- AußentemperatursensorOutside temperature sensor
- 4040
- Head-UnitHead unit
- 5050
- KlimasteuergerätClimate control unit
- 6060
- Gehäusecasing
- 8080
- Fahrzeugvehicle
- 8585
- FahrgastzellePassenger compartment
- 8888
- Fensterwindow
- 9090
- Umfeldenvironment
- 100 - 300100-300
- VerfahrensschritteProcedural steps
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- EP 1757476 B1 [0005]EP 1757476 B1 [0005]
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