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DE102007005544B4 - Measurement of the relative humidity in the interior of a vehicle and calibration of a humidity sensor - Google Patents

Measurement of the relative humidity in the interior of a vehicle and calibration of a humidity sensor Download PDF

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DE102007005544B4
DE102007005544B4 DE200710005544 DE102007005544A DE102007005544B4 DE 102007005544 B4 DE102007005544 B4 DE 102007005544B4 DE 200710005544 DE200710005544 DE 200710005544 DE 102007005544 A DE102007005544 A DE 102007005544A DE 102007005544 B4 DE102007005544 B4 DE 102007005544B4
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vehicle
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Abstract

Vorrichtung zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit im Innenraum eines Fahrzeuges, mit
– einem Beschlagsensor (28) zur Detektion von auf einer Kondensierungsfläche (16) des Innenraums (12) des Fahrzeuges (10) kondensierter Luftfeuchtigkeit,
– einem Kondensierungsflächen-Temperatursensor (30) zur Messung der Temperatur der Kondensierungsfläche (16),
– einem Feuchtesensor (32) zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit der Luft im Innenraum (12) des Fahrzeuges (10),
– einem Lufttemperatursensor (34) zur Messung der Temperatur der Luft im Innenraum (12) des Fahrzeuges (10) und
– einer Auswerteeinheit (26), die die Signale sämtlicher Sensoren empfängt und die zur Kalibrierung des Feuchtesensors (32) das Ausgangssignal des Feuchtesensors (32), das dieser bei von dem Beschlagsensor (28) detektierter, auf der Kondensierungsfläche (16) kondensierter Luftfeuchtigkeit ausgibt, derjenigen relativen Luftfeuchtigkeit zuordnet, die sich rechnerisch aus den in diesem Zustand vorliegenden Ausgangssignalen des Kondensierungsflächen-Temperatursensors (30) und des Lufttemperatursensors (34) ergibt.Device for measuring the relative humidity in the interior of a vehicle, with
A fog sensor (28) for detecting air humidity condensed on a condensation surface (16) of the interior (12) of the vehicle (10),
A condensing surface temperature sensor (30) for measuring the temperature of the condensing surface (16),
- A humidity sensor (32) for measuring the relative humidity of the air in the interior (12) of the vehicle (10),
- An air temperature sensor (34) for measuring the temperature of the air in the interior (12) of the vehicle (10) and
- An evaluation unit (26) which receives the signals of all the sensors and outputs the calibration of the humidity sensor (32), the output of the humidity sensor (32), this at the fog sensor (28) detected on the condensing surface (16) condensed humidity , the relative humidity, which results arithmetically from the present in this state output signals of the condensing surface temperature sensor (30) and the air temperature sensor (34).

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit im Innenraum eines Fahrzeuges. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Kalibrierung eines Feuchtesensors zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit im Innenraum eines Fahrzeuges. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Klimatisierung des Innenraums eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, wobei zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit die zuvor genannte Vorrichtung und zur Kalibrierung des Feuchtesensors dieser Vorrichtung das zuvor genannte Verfahren verwendet werden.The The invention relates to a device for measuring the relative humidity in the interior of a vehicle. Furthermore, the invention relates to a method to calibrate a humidity sensor to measure the relative Humidity in the interior of a vehicle. Finally, concerns the invention also a method for air conditioning of the interior a vehicle, in particular a motor vehicle, wherein the Measurement of relative humidity, the aforementioned device and for calibrating the humidity sensor of this device, the above mentioned method can be used.

Eine der sicherheitstechnischen Anforderungen an Klimaanlagen für Fahrzeuge ist die Verhinderung von Beschlag auf der Innenseite der insbesondere Windschutzscheibe sowie die wirkungsvolle Entfernung von Beschlag auf der Windschutzscheibe. Ein Beschlag auf der (Windschutz-)Scheibe eines Fahrzeuges wird vornehmlich dadurch verhindert, dass die dem Innenraum zwecks Temperierung desselben zuzuführende Luft zuvor entfeuchtet wird. Dies ist dann nicht erforderlich und ist deshalb unter dem Gesichtspunkt der Energieoptimierung nachteilig, wenn auf Grund der augenblicklichen Umgebungsbedingungen ein Kondensieren von Luftfeuchtigkeit auf beispielsweise der Windschutzscheibe nicht zu befürchten ist. Zu trockene Luft wird von den Insassen darüber hinaus als unangenehm empfunden und reizt die Schleimhäute. Daher wird bei modernen Fahrzeugklimaanlagen die Luftfeuchtigkeit im Innenraum des Fahrzeuges messtechnisch erfasst und die Klimaanlage derart gesteuert, dass die Luftfeuchtigkeit unterhalb des für ein Beschlagen der Scheibe bzw. Scheiben kritischen Wertes liegt. Die zu diesen Zwecken eingesetzten Feuchtesensoren sind recht kostenintensiv und bedürfen eines hohen Aufwands bei ihrer Kalibrierung. Darüber hinaus verändert sich das Verhalten der Feuchtesensoren im Laufe der Zeit, wodurch deren Messwerte nicht mehr die tatsächliche relative Luftfeuchtigkeit wiedergeben. Dies gilt insbesondere für kapazitive Feuchtesensoren, bei denen ein Schwingkreis durch einen feuchteempfindlichen Kondensator verstimmt wird. Die Frequenz des Schwingkreises kann dann als Bezug zur Feuchte ausgewertet werden.A the safety requirements for air conditioning systems for vehicles is the prevention of fogging on the inside of the particular Windshield and the effective removal of fog on the windshield. A fitting on the (windscreen) disc A vehicle is prevented mainly by the fact that the Interior for the purpose of temperature control of the same air to be supplied previously dehumidified becomes. This is not necessary and is therefore under the Viewpoint of energy optimization disadvantageous when due the current ambient conditions a condensation of humidity on for example the windshield is not to be feared. In addition, too dry air is perceived by the occupants as unpleasant and irritates the mucous membranes. Therefore, in modern vehicle air conditioners, the humidity recorded in the interior of the vehicle by measurement and the air conditioning controlled so that the humidity below that for fogging the disc or discs critical value is. The to these For the purpose of using humidity sensors, they are quite costly and need a lot of effort in their calibration. In addition, changes the behavior of the humidity sensors over time, whereby their Readings are no longer the actual ones reflect relative humidity. This is especially true for capacitive Moisture sensors in which a resonant circuit is sensitive to moisture Condenser is detuned. The frequency of the resonant circuit can then evaluated as reference to humidity.

In DE 197 22 577 A1 ist eine Einrichtung zum Signalisieren des Beschlagens von Scheiben, vorzugsweise in Fahrzeugen, beschrieben, die einen Sensor für den Oberflächenzustand von den Scheibenflächen zum Innenraum aufweist. Die Einrichtung besteht aus einem Temperatursensor und einer Anordnung mit Signalausgängen für die erfasste momentane Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit. Anhand vom Signal der Anordnung wird auf einem Kennfeldspeicher die zugehörige Taupunkttemperatur ausgelesen. Durch Vergleich der Taupunkttemperatur der Innenraumluft mit dem Signal des Temperatursensors wird ausgangsseitig ein Anzeige- oder Auslösesignal ausgegeben, wenn sich die Temperatur an der Scheibe der Taupunkttemperatur annähert oder diese unterschritten hat.In DE 197 22 577 A1 a device for signaling the fogging of windows, preferably in vehicles, is described, which has a sensor for the surface state of the disc surfaces to the interior. The device consists of a temperature sensor and an arrangement with signal outputs for the detected instantaneous temperature and relative humidity. Based on the signal of the arrangement, the associated dew point temperature is read out on a map memory. By comparing the dew point temperature of the indoor air with the signal of the temperature sensor, a display or trigger signal is output on the output side, when the temperature at the disc approaches or has fallen below the dew point temperature.

Aus DE 39 36 138 A1 ist ein Kalibrierverfahren sowie eine kalibrierbare Sensorvorrichtung zur Messung der relativen Konzentration eines Gases oder Dampfes bekannt. Weitere Kalibrierverfahren und kalibrierbare Sensorvorrichtungen zum Messen der relativen Feuchte eines Gases oder Luft finden sich in FR 27 16 975 A1 , WO2006/123011 A1 und US 6,073,480 .Out DE 39 36 138 A1 a calibration method and a calibratable sensor device for measuring the relative concentration of a gas or vapor is known. Other calibration methods and calibratable sensor devices for measuring the relative humidity of a gas or air can be found in US Pat FR 27 16 975 A1 . WO2006 / 123011 A1 and US 6,073,480 ,

Ein elektrisches Messgerät mit kapazitiven Sensoren zur Messung der relativen Feuchte ist durch DE 35 00 839 A1 bekannt. Diese Sensoren verändern ihre Kapazität in Abhängigkeit von der relativen Feuchte. Die Kennlinie des Sensors ist in Form von mehreren im Abstand voneinander angeordneten Stützpunkten abrufbar gespeichert.An electrical measuring device with capacitive sensors for measuring the relative humidity is through DE 35 00 839 A1 known. These sensors change their capacity depending on the relative humidity. The characteristic of the sensor is stored retrievably in the form of a plurality of spaced apart support points.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit im Innenraum eines Fahrzeuges zu schaffen, die unter Verwendung einfacher Mittel während des Betriebs dynamisch abgleichbar bzw. kalibrierbar ist.task The invention is a device for measuring the relative To create humidity in the interior of a vehicle, the using simple means during operation dynamically can be calibrated or calibrated.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine Vorrichtung zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit im Innenraum eines Fahrzeuges vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung versehen ist mit den Merkmalen des Anspruchs 1.to solution This object is achieved with the invention, a device for measuring the relative humidity in the interior of a vehicle, the device being provided with the features of the claim 1.

Sinngemäß verfolgt die Erfindung also das Ziel, einen Feuchtesensor, der die relative Luftfeuchtigkeit im Innenraum des Fahrzeuges misst, dadurch zu kalibrieren, abzugleichen bzw. seinen Messwert zu korrigieren, indem anhand der aktuellen Lufttemperatur und der aktuellen Taupunkttemperatur die relative Luftfeuchtigkeit rechnerisch ermittelt wird und der Messwert des Feuchtesensors entsprechend korrigiert wird. Dabei wird die Taupunkttemperatur mit Hilfe eines Innenflächentemperatursensors als diejenige Temperatur ermittelt, die die Innenfläche aufweist, wenn mit Hilfe eines Beschlagsensors auf ihr kondensierte Luftfeuchtigkeit detektiert wird. Hierzu nutzt man die Tatsache aus, dass bei einer Fahrzeugklimaanlage im Regelfall Situation, in denen Beschlag auftritt, nicht verhindern kann. Solche Situationen sind insbesondere dann gegeben, wenn die Luftfeuchtigkeit im Fahrzeug beispielsweise durch feuchte Kleidung der Insassen ansteigt und die Klimaanlage noch nicht aktiviert ist bzw. noch nicht voll funktionsfähig ist. Der Beschlagsensor erkennt also, dass eine Innenfläche des Innenraums, beispielsweise die Innenseite der Windschutzscheibe, beschlägt. Sobald dies detektiert ist, wird in einer Auswerteeinheit der aktuelle Messwert des Innenflächentemperatursensors und der aktuelle Messwert des Lufttemperatursensors der erfindungsgemäßen Vorrichtung miteinander verrechnet, um daraus die relative Luftfeuchtigkeit zu ermitteln. Das Ausgangssignal des Feuchtesensors kann entsprechend dem errechneten Wert für die relative Luftfeuchtigkeit korrigiert werden. Dieser korrigierte Wert wird abgelegt und die Kennlinie des Feuchtesensors entsprechend korrigiert, d. h. der Feuchtsensor wird dynamisch kalibriert.The invention accordingly pursues the goal of calibrating a humidity sensor which measures the relative humidity in the interior of the vehicle, or to correct its measured value by calculating the relative air humidity on the basis of the current air temperature and the current dew point temperature and the Measured value of the humidity sensor is corrected accordingly. In this case, the dew point temperature is determined by means of an inner surface temperature sensor as that temperature, which has the inner surface, when detected by means of a fog sensor on their condensed air humidity. For this purpose, one exploits the fact that in a vehicle air conditioning system usually situation in which fog occurs, can not prevent. Such situations are especially given when the humidity in the vehicle, for example, by wet clothing of the occupants increases and the air conditioning is not yet activated or is not fully functional. The fitting sensor thus recognizes that an inner surface of the interior, for example the inside of the windshield, fogs. As soon as this is detected, the current measured value of the inner surface temperature is determined in an evaluation unit tursensors and the current measured value of the air temperature sensor of the device according to the invention charged together to determine the relative humidity. The output signal of the humidity sensor can be corrected according to the calculated relative humidity value. This corrected value is stored and the characteristic of the humidity sensor is corrected accordingly, ie the humidity sensor is dynamically calibrated.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere dann zweckmäßig und sinnvoll, wenn als Feuchtesensor ein kostengünstig herstellbarer kapazitiver Feuchtesensor verwendet wird. Diese Feuchtesensoren können eine Messungenauigkeit von bis zu +/– 30% aufweisen, wenn sie nicht abgeglichen bzw. kalibriert sind.The inventive device is particularly appropriate and makes sense if as a humidity sensor, a cost-effective producible capacitive Humidity sensor is used. These humidity sensors can be one Measurement inaccuracy of up to +/- 30% if they are not balanced or calibrated.

Die gesamte erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich platzsparend in einer Einheit und insbesondere auf einer Platine unterbringen. Hierzu ist der Innenflächentemperatursensor vorzugsweise thermisch gekoppelt mit dem Beschlagsensor. Beide Sensoren sind derart angeordnet, dass sie mit der Frontscheibe thermisch gekoppelt sind, wobei der Beschlagsensor zusätzlich noch von der Luft im Innenraum des Fahrzeuges umströmt werden kann. Auf der der Innenfläche abgewandten Seite der beiden Sensoren befindet sich zweck mäßigerweise die Auswerteelektronik, die wiederum auf ihrer den beiden zuvor genannten Sensoren abgewandten Seite den Feuchtesensor und den Lufttemperatursensor trägt. Dabei ist der Lufttemperatursensor mit dem Feuchtesensor thermisch gekoppelt und der Feuchtesensor seinerseits wie der Lufttemperatursensor der Luft im Innenraum des Fahrzeuges ausgesetzt. Durch die zwischen den beiden Sensorpaaren (Beschlagsensor und Innenflächentemperatursensor einerseits und Feuchtesensor und Lufttemperatursensor andererseits) angeordnete Auswerteelektronik kommt es zu einer guten Entkopplung dieser Sensorpaare, was für die vorschriftsmäßige Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung von Vorteil ist.The entire device according to the invention can be saves space in one unit and especially on a circuit board accommodate. For this, the inside surface temperature sensor is preferable thermally coupled with the fogging sensor. Both sensors are arranged such that it is thermally coupled to the windscreen are, with the fog sensor additionally from the air in Interior of the vehicle flows around can be. On the inner surface opposite side of the two sensors is conveniently located the transmitter, in turn, on theirs the two before side facing sensors carries the humidity sensor and the air temperature sensor. there the air temperature sensor is thermally coupled to the humidity sensor and the humidity sensor in turn like the air temperature sensor of Exposed to air in the interior of the vehicle. Through the between the two pairs of sensors (fog sensor and Innenflächentemperatursensor on the one hand and humidity sensor and air temperature sensor on the other hand) arranged evaluation electronics, it comes to a good decoupling these sensor pairs, what for the correct function the device according to the invention is beneficial.

Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch ein Verfahren zur Kalibrierung eines Feuchtesensors zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit im Innenraum eines Fahrzeuges gelöst, wobei bei dem Verfahren

  • – auf einer Kondensierungsfläche im Innenraum des Fahrzeuges kondensierte Luftfeuchtigkeit detektiert wird,
  • – die Temperatur der Kondensierungsfläche gemessen wird,
  • – die relative Luftfeuchtigkeit sowie die Lufttemperatur im Innenraum des Fahrzeuges gemessen wird und
  • – aus den Messwerten für die relative Luftfeuchtigkeit und die Lufttemperatur bei detektierter, auf der Kondensierungsfläche kondensierter Luftfeuchtigkeit der in diesem Zustand vom Feuchtesensor ausgegebene Messwert derjenigen relativen Luftfeuchtigkeit zugeordnet wird, die sich rechnerisch aus der Kondensierungsflächentemperatur und der Lufttemperatur ergibt.
The aforementioned object is also achieved by a method for calibrating a humidity sensor for measuring the relative humidity in the interior of a vehicle, wherein in the method
  • Condensed air humidity is detected on a condensation surface in the interior of the vehicle,
  • The temperature of the condensing surface is measured,
  • - The relative humidity and the air temperature in the interior of the vehicle is measured and
  • - From the measured values for the relative humidity and the air temperature at detected, condensed on the condensing surface humidity of the output in this state from the humidity sensor measured value of the relative humidity is assigned, which results arithmetically from the Kondensierungsflächentemperatur and the air temperature.

Die Erfindung basiert also darauf, dass von Zeit zu Zeit die Taupunkttemperatur der Kondensierungsfläche gemessen wird. Hierzu ist nach der Erfindung zunächst einmal ein Beschlagen, also ein Kondensieren von Luftfeuchtigkeit auf der Kondensierungsfläche erforderlich. Sollte ein derartiger Zustand über einen längeren Zeitraum nicht eintreten, so kann der Feuchtesensor nicht auf Abweichungen kontrolliert und entsprechend korrigiert werden. Sofern der Feuchtesensor eine relative Luftfeuchtigkeit misst, die geringer ist als die tat sächliche relative Luftfeuchtigkeit im Innenraum des Fahrzeuges, so ist dies relativ unkritisch, da ein daraus resultierendes Betauen von dem Beschlagsensor erkannt und dann das Ausgangssignal des Feuchtesensors erfindungsgemäß korrigiert werden kann. Sollte dagegen der Feuchtesensor eine größere relative Luftfeuchtigkeit als die tatsächlich im Innenraum des Fahrzeuges gegebene relative Luftfeuchtigkeit messen, so würde die dem Innenraum des Fahrzeuges zuzuführende Luft zu trocken sein. Dies wäre zwar unter dem Aspekt der Vermeidung von Scheibenbeschlag unkritisch, beeinträchtigt aber das Wohlbefinden der Fahrzeuginsassen und wäre für diese nicht optimal. Daher wird bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, die Feuchtigkeit der dem Innenraum zuzuführenden Luft von Zeit zu Zeit bewusst zu erhöhen, so dass der Beschlagsensor anspricht und eine Kalibrierung des Feuchtesensors durchgeführt werden kann. Hierzu wird beispielsweise derart verfahren, dass die dem Innenraum zuzuführende Luft zur Erhöhung ihrer Luftfeuchtigkeit mit Feuchtigkeit angereichert wird, was beispielsweise durch Einsprühen von Feuchtigkeit in Form feinster (Nebel-)Tröpfchen erfolgen kann. Alternativ oder zusätzlich dazu ist es möglich, den Entfeuchtungsgrad der dem Innenraum des Fahrzeuges zuzuführenden Luft zur Erhöhung ihrer Luftfeuchtigkeit zu verringern. Denn bei modernen Klimaanlagen wird die Außenluft zunächst entfeuchtet, um anschließend auf die zur Erzielung der gewünschten Innenraumtemperatur erforderlichen Temperatur erwärmt zu werden. Zur Entfeuchtung der Luft wird diese abgekühlt. Durch Erhöhung der Abkühltemperatur kann auf die Feuchtigkeit in der dem Innenraum zuzuführenden Luft eingewirkt werden.The Invention is therefore based on the fact that from time to time the dew point temperature the condensing surface is measured. For this purpose, according to the invention, initially a fogging, So a condensation of humidity on the condensing surface required. Should such a condition over a longer one Period does not occur, the humidity sensor can not respond to deviations be controlled and corrected accordingly. If the humidity sensor Measures a relative humidity that is less than the actual level relative humidity in the interior of the vehicle, so is this relatively uncritical, since a resulting Betauen of the Detected fog sensor and then the output signal of the humidity sensor corrected according to the invention can be. On the other hand, if the humidity sensor has a larger relative Humidity than the actual Measure the relative humidity in the interior of the vehicle so would the air to be supplied to the interior of the vehicle is too dry. This would be Although not critical from the point of view of avoiding window fogging, impaired but the well-being of the vehicle occupants and would not be optimal for this. Therefore is proposed in an advantageous embodiment of the invention, the humidity of the air to be supplied to the interior from time to time to increase consciously, so that the fogging sensor responds and a calibration of the humidity sensor carried out can be. For this purpose, for example, such a procedure that the to be supplied to the interior Air to increase their humidity is enriched with moisture, which for example by spraying Moisture in the form of the finest (mist) droplets can be done. alternative or additionally it is possible to the degree of dehumidification of the interior of the vehicle to be supplied Air to increase to reduce their humidity. Because with modern air conditioning systems is the outside air initially dehumidifies, afterwards to achieve the desired Interior temperature required to be heated. To dehumidify the air, it is cooled. By increasing the Cooldown can affect the humidity in the interior to be supplied Air to be acted upon.

Schließlich wird die oben genannte Aufgabe auch durch ein Verfahren zur Klimatisierung des Innenraums eines Fahrzeuges, insbesondere Kraftfahrzeuges gelöst, wobei bei dem Verfahren

  • – dem Innenraum des Fahrzeuges Luft mit einer für eine gewünschte Klimatisierung erforderlichen Temperatur und Luftfeuchtigkeit zugeführt wird und
  • – unter anderem die relative Luftfeuchtigkeit im Innenraum des Fahrzeuges mittels der Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art gemessen
und/oder ein Feuchtesensor zur Ermittlung der relativen Luftfeuchtigkeit im Innenraum des Fahrzeuges mittels des zuvor beschriebenen Kalibrierverfahrens kalibriert wird.Finally, the above object is also achieved by a method for air conditioning the interior of a vehicle, in particular a motor vehicle, wherein in the method
  • - The interior of the vehicle air with a required for a desired air conditioning Temperature and humidity is supplied and
  • - Among other things, the relative humidity measured in the interior of the vehicle by means of the device of the type described above
and / or a humidity sensor for determining the relative humidity in the interior of the vehicle is calibrated by means of the calibration method described above.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen dabei.The Invention will be described below with reference to an embodiment and with reference to the drawing closer explained. In detail show.

1 eine Darstellung eines Fahrzeuges mit im Bereich des Innenrückspiegels angeordneter Vorrichtung zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit im Innenraum des Fahrzeuges, 1 a representation of a vehicle with arranged in the region of the rearview mirror device for measuring the relative humidity in the interior of the vehicle,

2 eine schematische Detailansicht des Bereichs II der 1 und 2 a schematic detail view of the area II of the 1 and

3 die Kennlinien eines nicht abgeglichenen Feuchtesensors (obere Hälfte) und eines erfindungsgemäß abgeglichenen Feuchtesensors (untere Hälfte) der Vorrichtung zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit im Innenraum des Fahrzeuges. 3 the characteristics of an unbalanced humidity sensor (upper half) and an inventively adjusted humidity sensor (lower half) of the device for measuring the relative humidity in the interior of the vehicle.

1 zeigt in Seitenansicht ein Fahrzeug 10 mit Innenraum 12 und Windschutzscheibe 14, auf deren Innenfläche 16 eine Vorrichtung 18 zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit im Innenraum eines Fahrzeuges angeordnet ist. Die Vorrichtung 18 ist in diesem Ausführungsbeispiel hinter dem Innenspiegel 20 angeordnet und ist über elektrische Leiter 22 mit einem Klimasteuergerät 24 verbunden. 1 shows a side view of a vehicle 10 with interior 12 and windshield 14 , on its inner surface 16 a device 18 for measuring the relative humidity in the interior of a vehicle is arranged. The device 18 is in this embodiment behind the rearview mirror 20 arranged and is via electrical conductors 22 with a climate control unit 24 connected.

2 zeigt im vergrößertem Maßstab und schematisch die Einzelkomponenten der Vorrichtung 18. Diese Vorrichtung 18 umfasst eine elektronische Auswerteeinheit 26 und vier Sensoren. Hierbei handelt es sich um einen Beschlagsensor 28, der thermisch an die Windschutzscheibe 14 gekoppelt ist und der Luft im Innenraum 12 des Fahrzeuges 10 ausgesetzt ist. Thermisch mit dem Beschlagsensor 28 sowie mit der Windschutzscheibe 14 gekoppelt ist ein Scheibentemperatursensor 30, der die Temperatur der Windschutzscheibe 14 misst. 2 shows on an enlarged scale and schematically the individual components of the device 18 , This device 18 includes an electronic evaluation unit 26 and four sensors. This is a hardware sensor 28 , which thermally to the windshield 14 is coupled and the air in the interior 12 of the vehicle 10 is exposed. Thermal with the fogging sensor 28 as well as with the windscreen 14 coupled is a disk temperature sensor 30 that the temperature of the windshield 14 measures.

Wenn der Beschlagsensor 28 auf der Innenfläche 16 kondensierende Luftfeuchtigkeit detektiert, so misst der Scheibentemperatursensor 30 die Taupunkttemperatur. Über zwei weitere Sensoren der Vorrichtung 18, nämlich einem Feuchtesensor 32 und einem Lufttemperatursensor 34 werden die relative Luftfeuchtigkeit und die Temperatur im Innenraum 12 des Fahrzeuges 10 gemessen. Der Lufttemperatursensor 34 ist dabei thermisch mit dem Feuchtesensor 32 gekoppelt.If the fog sensor 28 on the inner surface 16 condensing humidity detected, so measures the disk temperature sensor 30 the dew point temperature. About two more sensors of the device 18 namely a humidity sensor 32 and an air temperature sensor 34 are the relative humidity and the temperature in the interior 12 of the vehicle 10 measured. The air temperature sensor 34 is thermal with the humidity sensor 32 coupled.

Bevor nachfolgend auf die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung und insbesondere auf den dynamischen Abgleich des recht ungenau messenden Feuchtesensors 32, bei dem es vorzugsweise um einen kapazitiven Feuchtesensor handelt, sei auf die physikalischen Grundvoraussetzungen und Zusammenhänge, die im Rahmen der Erfindung eine Rolle spielen, eingegangen.Before proceeding to the operation of the device according to the invention and in particular to the dynamic balance of the quite inaccurate measuring humidity sensor 32 , which is preferably a capacitive humidity sensor, discusses the basic physical conditions and relationships that play a role in the invention.

Luft ist ein Gemisch verschiedener Gase. Eines dieser Gase ist der Wasserdampf. Die Menge an Wasserdampf, die in der Luft enthalten sein kann, ist allerdings begrenzt. Je wärmer die Luft ist, desto mehr Wasserdampf kann in ihr enthalten sein.air is a mixture of different gases. One of these gases is the water vapor. The amount of water vapor that may be contained in the air, however, is limited. The warmer the air is, the more water vapor can be contained in it.

Die relative Luftfeuchtigkeit gibt an, wie viel Prozent des maximalen Wasserdampfgehalts die Luft im Augenblick enthält. Da der maximale Wasserdampfgehalt mit steigender Temperatur ansteigt, nimmt die relative Luftfeuchtigkeit mit steigender Temperatur ab. Umgekehrt nimmt die relative Luftfeuchtigkeit mit fallender Temperatur zu.The relative humidity indicates what percentage of the maximum Water vapor content which contains air at the moment. Because the maximum water vapor content As the temperature rises, the relative humidity decreases with increasing temperature. Conversely, the relative humidity decreases with falling temperature too.

Die Taupunkttemperatur ist definiert als diejenige Temperatur, bei der der aktuelle Wasserdampfgehalt in der Luft maximal ist (100% relative Luftfeuchtigkeit). Die Taupunkttemperatur ist damit eine von der aktuellen Temperatur abhängige Größe. Wenn also die aktuelle Lufttemperatur und die Taupunkttemperatur bekannt sind, kann die aktuelle relative Luftfeuchtigkeit rechnerisch ermittelt werden. Die mathematischen Zusammenhänge sind grundsätzlich bekannt, weshalb hierauf im folgenden nicht weiter eingegangen wird.The Dew point temperature is defined as the temperature at which the current water vapor content in the air is maximum (100% relative humidity). The dew point temperature is thus one of the current temperature dependent Size. If So the current air temperature and the dew point temperature known are, the current relative humidity can be calculated become. The mathematical relationships are basically known why will not be discussed further in the following.

Für die Erfindung entscheidend ist, dass die relative Luftfeuchtigkeit, die es erfindungsgemäß zu ermitteln gilt, aus der Taupunkttemperatur und der Lufttemperatur berechnet werden kann. Messtechnisch wird erfindungsgemäß die relative Luftfeuchtigkeit zunächst einmal durch den Feuchtesensor 32 ermittelt. Der Messwert des Feuchtesensors 32 wird dann dynamisch abgeglichen bzw. korrigiert, und zwar anhand der sich rechnerisch aus der Taupunkttemperatur und der Lufttemperatur ergebenden relativen Luftfeuchtigkeit. Werte für die Taupunkttemperatur liegen immer dann als Messwert des Scheibentemperatursensors 30 vor, wenn der Beschlagsensor 28 auf der Innenfläche 16 der Windschutzscheibe 14 kondensierende Luftfeuchtigkeit detektiert.It is crucial for the invention that the relative humidity, which is to be determined according to the invention, can be calculated from the dew point temperature and the air temperature. In terms of measurement technology, according to the invention, the relative humidity is first of all measured by the humidity sensor 32 determined. The measured value of the humidity sensor 32 is then dynamically adjusted or corrected on the basis of the arithmetically calculated from the dew point temperature and the air temperature relative humidity. Values for the dew point temperature are always the measured value of the wafer temperature sensor 30 before when the fogging sensor 28 on the inner surface 16 the windshield 14 condensing humidity detected.

Im oberen Diagramm von 3 ist die Kennlinie bzw. der mögliche Kennlinienbereich eines nicht abgeglichenen kapazitiven Feuchtesensors gezeigt. Dieser Feuchtesensor misst beispielsweise mit einer Ungenauigkeit von +/– 30%. Ein Maß für die relative Luftfeuchtigkeit ist beispielsweise die aktuelle Kapazität des Feuchtesensors 32, aus der dann anhand der Kennlinie die relative Luftfeuchtigkeit ermittelt werden kann. Die Kapazität des Feuchtesensors 32 wiederum ergibt sich aus der Frequenz eines verstimmten Schwingkreises, dessen kapazitives Element der Feuchtesensor 32 ist.In the upper diagram of 3 the characteristic curve or the possible characteristic range of an unbalanced capacitive humidity sensor is shown. For example, this humidity sensor measures with an inaccuracy of +/- 30%. A measure of the relative humidity, for example, the current capacity of the humidity sensor 32 , then from the basis the characteristic curve, the relative humidity can be determined. The capacity of the humidity sensor 32 again results from the frequency of a detuned resonant circuit whose capacitive element of the humidity sensor 32 is.

Der untere Teil der 3 zeigt die erfindungsgemäß korrigierte Kennlinie des Feuchtesensors 32 für eine bestimmte Raumlufttemperatur. Es sei angenommen, dass der aktuelle Messwert des Feuchtesensors 32 beispielsweise 60 relative Luftfeuchtigkeit anzeigt, wohingegen die rechnerische relative Luftfeuchtigkeit, die sich auf Grund der aktuellen Lufttemperatur und der aktuellen Scheibentemperatur (beides im Falle von detektiertem Scheibenbeschlag) ergibt, 80% ist. In diesem Fall wird der Messwert des Feuchtesensors 32 auf den Wert 80% relativer Luftfeuchtigkeit korrigiert.The lower part of the 3 shows the inventively corrected characteristic of the humidity sensor 32 for a specific room air temperature. It is assumed that the current reading of the humidity sensor 32 For example, 60 indicates relative humidity, whereas the calculated relative humidity, which is based on the current air temperature and the current window temperature (both in the case of the window fitting detected), is 80%. In this case, the measured value of the humidity sensor 32 corrected to the value of 80% relative humidity.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bedarf es in diesem Ausführungsbeispiel des Beschlagens der Windschutzscheibe, um eine Information über die für die aktuelle Innentemperatur gegebene aktuelle Taupunkttemperatur zu erhalten. Sollte über eine längere Zeit keine Information über die Taupunkttemperatur vorliegen, kann der Feuchtesensor 32 nicht auf Abweichungen kontrolliert und gegebenenfalls korrigiert werden. Eine Abweichung des Feuchtesensors 32 "nach unten", d. h. ein Messwert des Feuchtesensors 32, der kleiner ist als die tatsächliche aktuelle relative Luftfeuchtigkeit, ist nicht kritisch, da ein daraus resultierendes Beschlagen der Windschutzscheibe vom Beschlagsensor 28 erkannt wird und daraufhin der Feuchtesensor 32 korrigiert werden kann. Eine Abweichung des Feuchtesensors 32 "nach oben", d. h. eine Abweichung des Feuchtesensors 32 dergestalt, dass dieser eine höhere relative Luftfeuchtigkeit als die tatsächlich gegebene relative Luftfeuchtigkeit misst, führt dazu, die Luft zu stark getrocknet wird. Dies ist zwar für die Sicherheit unter dem Aspekt des Vermeidens eines Beschlagens der Windschutzscheibe vorteilhaft, wirkt sich jedoch nachteilig auf das Wohlbefinden der Insassen aus. Wenn also über einen längeren Zeitraum kein Beschlagen der Windschutzscheibe detektiert wird, ist es zweckmäßig, ein Kondensieren der Luftfeuchtigkeit auf der Windschutzscheibe bewusst herbeizuführen, um den Feuchtesensor 32 abzugleichen. Dies wird dadurch hervorgerufen, dass die Messwerte des Feuchtesensors 32 nach und nach in Richtung geringere relative Luftfeuchtigkeit bewusst verändert werden, womit die dem Innenraum 12 zuzuführende Luft zunehmend feuchter wird, bis schließlich ein Beschlagen der Windschutzscheibe 14 eintritt. Nun kann der Feuchtesensor 32 wieder korrigiert werden.According to the method of the invention, it is necessary in this embodiment, the fogging of the windshield to obtain information about the current dew point temperature given for the current internal temperature. If there is no information about the dew point temperature for a long time, the humidity sensor can be used 32 not be checked for deviations and corrected if necessary. A deviation of the humidity sensor 32 "down", ie a measured value of the humidity sensor 32 , which is smaller than the actual current relative humidity, is not critical, since a resulting fogging of the windshield from the fog sensor 28 is detected and then the humidity sensor 32 can be corrected. A deviation of the humidity sensor 32 "upward", ie a deviation of the humidity sensor 32 such that it measures a higher relative humidity than the actual relative humidity actually results in the air being dried too much. While this is advantageous for safety from the aspect of avoiding fogging of the windshield, it adversely affects the well-being of the occupants. Thus, if no misting of the windshield is detected over a long period of time, it is expedient to deliberately bring about condensation of the air moisture on the windshield to the moisture sensor 32 match. This is caused by the measured values of the humidity sensor 32 gradually changed towards lower relative humidity, bringing the interior 12 air becoming increasingly moist, until finally fogging the windshield 14 entry. Now the humidity sensor can 32 be corrected again.

1010
Fahrzeugvehicle
1212
FahrzeuginnenraumVehicle interior
1414
WindschutzscheibeWindshield
1616
Innenflächepalm
1818
Vorrichtung zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeitcontraption for measuring the relative humidity
2020
InnenspiegelRear View mirror
2222
elektrische Leiterelectrical ladder
2424
KlimasteuergerätAir controller
2626
Auswerteeinheitevaluation
2828
Beschlagsensorfogging sensor
3030
ScheibentemperatursensorDisc temperature sensor
3232
Feuchtesensorhumidity sensor
3434
LufttemperatursensorAir temperature sensor

Claims (6)

Vorrichtung zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit im Innenraum eines Fahrzeuges, mit – einem Beschlagsensor (28) zur Detektion von auf einer Kondensierungsfläche (16) des Innenraums (12) des Fahrzeuges (10) kondensierter Luftfeuchtigkeit, – einem Kondensierungsflächen-Temperatursensor (30) zur Messung der Temperatur der Kondensierungsfläche (16), – einem Feuchtesensor (32) zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit der Luft im Innenraum (12) des Fahrzeuges (10), – einem Lufttemperatursensor (34) zur Messung der Temperatur der Luft im Innenraum (12) des Fahrzeuges (10) und – einer Auswerteeinheit (26), die die Signale sämtlicher Sensoren empfängt und die zur Kalibrierung des Feuchtesensors (32) das Ausgangssignal des Feuchtesensors (32), das dieser bei von dem Beschlagsensor (28) detektierter, auf der Kondensierungsfläche (16) kondensierter Luftfeuchtigkeit ausgibt, derjenigen relativen Luftfeuchtigkeit zuordnet, die sich rechnerisch aus den in diesem Zustand vorliegenden Ausgangssignalen des Kondensierungsflächen-Temperatursensors (30) und des Lufttemperatursensors (34) ergibt.Device for measuring the relative humidity in the interior of a vehicle, comprising - a fitting sensor ( 28 ) for detecting on a condensing surface ( 16 ) of the interior ( 12 ) of the vehicle ( 10 condensed air humidity, - a condensing surface temperature sensor ( 30 ) for measuring the temperature of the condensing surface ( 16 ), - a humidity sensor ( 32 ) for measuring the relative humidity of the air in the interior ( 12 ) of the vehicle ( 10 ), - an air temperature sensor ( 34 ) for measuring the temperature of the air in the interior ( 12 ) of the vehicle ( 10 ) and - an evaluation unit ( 26 ), which receives the signals of all sensors and which is used to calibrate the humidity sensor ( 32 ) the output signal of the humidity sensor ( 32 ), this at by the hardware sensor ( 28 ) detected on the condensing surface ( 16 ) condensed humidity, which assigns to those relative humidity, which is calculated from the present in this state output signals of the condensing surface temperature sensor ( 30 ) and the air temperature sensor ( 34 ). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtesensor (32) ein kapazitiver Feuchtesensor ist.Device according to claim 1, characterized in that the humidity sensor ( 32 ) is a capacitive humidity sensor. Verfahren zur Kalibrierung eines Feuchtesensors zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit im Innenraum eines Fahrzeuges, wobei bei dem Verfahren – auf einer Kondensierungsfläche (16) im Innenraum (12) des Fahrzeuges (10) kondensierte Luftfeuchtigkeit detektiert wird, – die Temperatur der Kondensierungsfläche (16) gemessen wird, – die relative Luftfeuchtigkeit sowie die Lufttemperatur im Innenraum (12) des Fahrzeuges (10) gemessen wird und – aus den Messwerten für die relative Luftfeuchtigkeit und die Lufttemperatur bei detektierter, auf der Kondensierungsfläche (16) kondensierter Luftfeuchtigkeit der in diesem Zustand vom Feuchtesensor (32) ausgegebene Messwert derjenigen relativen Luftfeuchtigkeit zugeordnet wird, die sich rechnerisch aus der Kondensierungsflächentemperatur und der Lufttemperatur ergibt.Method for calibrating a humidity sensor for measuring the relative humidity in the interior of a vehicle, wherein in the method - on a condensing surface ( 16 ) in the interior ( 12 ) of the vehicle ( 10 ) condensed air humidity is detected, - the temperature of the condensing surface ( 16 ), - the relative humidity and the air temperature in the interior ( 12 ) of the vehicle ( 10 ) and - from the measured values for the relative humidity and the air temperature at detected, on the condensing surface ( 16 ) condensed air humidity in this state from the humidity sensor ( 32 ) is assigned to that relative humidity that results arithmetically from the Kondensierungsflächentemperatur and the air temperature. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfeuchtigkeit der dem Innenraum (12) des Fahrzeuges (10) zuzuführenden Luft erhöht wird, bis auf der Kondensierungsfläche (16) kondensierte Luftfeuchtigkeit detektiert wird, und dass der anhand der in diesem Zustand gemessenen Kondensierungsflächentemperatur und Lufttemperatur der Messwert des Feuchtesensors (32) korrigiert wird.A method according to claim 3, characterized in that the humidity of the interior ( 12 ) of the vehicle ( 10 ) is increased, except on the condensing surface ( 16 condensed air humidity is detected, and that the measured value of the humidity sensor (in accordance with the condensing surface temperature and air temperature measured in this state 32 ) is corrected. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Innenraum (12) des Fahrzeuges (10) zuzuführende Luft zuvor entfeuchtet wird und dass der Entfeuchtungsgrad der dem Innenraum (12) des Fahrzeuges (10) zuzuführenden Luft zur Erhöhung ihrer Luftfeuchtigkeit verringert wird.A method according to claim 4, characterized in that the interior ( 12 ) of the vehicle ( 10 ) to be supplied with air is dehumidified and that the degree of dehumidification of the interior ( 12 ) of the vehicle ( 10 ) to be supplied air to increase their humidity is reduced. Verfahren zur Klimatisierung des Innenraums eines Fahrzeuges, insbesondere Kraftfahrzeuges, wobei bei dem Verfahren – dem Innenraum (12) des Fahrzeuges (10) Luft mit einer für eine gewünschte Klimatisierung erforderlichen Temperatur und Luftfeuchtigkeit zugeführt wird und – unter anderem die relative Luftfeuchtigkeit im Innenraum (12) des Fahrzeuges (10) mittels einer Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 gemessen und/oder ein Feuchtesensor (32) zur Ermittlung der relativen Luftfeuchtigkeit im Innenraum (12) des Fahrzeuges (10) mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 3 bis 5 kalibriert wird.Method for air conditioning the interior of a vehicle, in particular a motor vehicle, wherein in the method - the interior ( 12 ) of the vehicle ( 10 ) Air is supplied with a temperature and humidity required for a desired air conditioning and - among other things, the relative humidity in the interior ( 12 ) of the vehicle ( 10 ) measured by means of a device according to claim 1 or 2 and / or a humidity sensor ( 32 ) for determining the relative humidity in the interior ( 12 ) of the vehicle ( 10 ) is calibrated by a method according to any one of claims 3 to 5.
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