WO2009024302A1 - Method for monitoring the loading state of an air-conditioning device of a motor vehicle - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for determining a loading state of an air conditioning device and an air conditioning device for use in a motor vehicle, wherein the air conditioning device, a filter unit, a heat exchanger unit, a sensor unit, and an evaluation has.
- the filter unit and the sensor unit are arranged in an air duct, wherein the sensor unit is connected to the evaluation electronics for determining the loading state of the filter device.
- the loading state of a filter device is also referred to as the saturation state of the filter device.
- a method for determining the loading state of a filter device for cabin air filters in motor vehicles wherein the filter device comprises a blower unit for conveying the air into the cabin interior, which is upstream or downstream of the cabin air filter.
- the loading state of the filter device is determined by summation of the fan run time, wherein the total amount of air thus determined serves as a measure of the loading state of the filter device.
- the quality of the air is also not taken into account in this process, ie. H. the actual loading of the filter unit is only determined inaccurately.
- an air conditioning device with filter unit for motor vehicles and a method for their operation is known.
- air is conveyed through a filter unit by means of a blower unit.
- the current fan speed of the fan unit is determined with a scanning unit.
- the blower output By integrating the blower output, the total amount of air is determined.
- an additional harmful gas sensor is still provided, which is connected to the evaluation device.
- the loading state of a filter device is determined with noxious gases.
- the loading of the filter device with particles can not be determined hereby.
- US Pat. No. 6,582,295 B1 discloses an air conditioning system for motor vehicle cabins with a filter unit and blower unit, and a method for operating the same. A reference value measurement of the blower power consumption is performed using an unloaded filter unit. As the state of charge of the filter unit increases, the power consumption of the fan unit should also increase. Due to the small changes in the
- 501 B1 is a filter device for determining the
- a differential pressure sensor is arranged at a filter unit, which is designed as a particle filter.
- the differential pressure sensor is used to determine the pressure drop across the filter unit.
- the filter unit is a pneumatic flow sensor for determining the volumetric flow rate of the air.
- a sensor arrangement for determining the pressure drop across a filter unit of an air filter for motor vehicles is known. Due to different pressures on the two sides of the filter unit, a deflection of a diaphragm of a differential pressure sensor is determined. This deflection is a measure of the loading state of the filter unit.
- DE 101 62 806 A1 discloses a method and a filter device in which the loading state of a filter unit is determined by measuring the inflow-side reflectance of the filter unit with an optical sensor.
- this type of measurement of the loading state depends very much on the nature of the loading aerosol and is therefore not reproducible.
- the invention is therefore based on the object simple, inexpensive and reproducible to determine the loading state of an air conditioning device of a motor vehicle, in particular a particulate filter of the air conditioner.
- This object of the invention is achieved with the method for determining a loading state of an air conditioning device for use in a motor vehicle according to claim 1 and with the air conditioning device according to claim 6.
- a method for determining a loading condition of an air conditioning device for use in a motor vehicle comprising the following steps: providing an air conditioning device with a filter unit, a heat exchanger unit, and a sensor unit, wherein the filter unit, the heat exchanger unit and the Sensor unit are arranged in an air duct, the heat exchanger unit is arranged downstream of the filter unit and between the filter unit and the sensor unit, the sensor unit is arranged to an exit surface of the heat exchanger unit with a distance, preferably of more than 20 cm, the sensor unit, a flow sensor as formed in the self-heating mode operated PTC element, and having a temperature sensor, and the PTC element and the temperature sensor are arranged adjacent to each other in the air duct, setting one or more predefined environmental conditions, in particular a blower power of a blower unit arranged in the air duct, measurement of a signal of the flow sensor and a signal of the temperature sensor at a time ti, and determination of the loading state of the air conditioning device by an
- the object of the invention is also achieved according to the device with an air conditioning device for use in a motor vehicle according to claim 6. It is provided that the air conditioning device, a filter unit, a heat exchanger unit, a sensor unit, and an evaluation, wherein the filter unit, the heat exchanger unit, and the sensor unit are arranged in an air duct and the sensor unit is connected to the evaluation electronics, wherein the heat exchanger unit is arranged downstream of the filter unit and between the filter unit and the sensor unit, wherein the sensor unit to an exit surface of the heat exchanger unit at a distance, preferably more than 20 cm , is arranged and wherein the
- Sensor unit comprises a flow sensor which is designed as a self-heating mode operated PTC element and having a temperature sensor, and the PTC element and the temperature sensor adjacent to each other in the air duct are arranged.
- a temperature sensor is arranged, which measures the temperature of the surrounding air. This makes it possible that the measurement of the flow sensor can be corrected by means of the adjacently measured temperature and thus the loading state of the air conditioning device is determined exactly, ie also reproducibly.
- Forming the flow sensor as a PTC element operated in the self-heating mode is inexpensive, since the flow sensor is semiconductor bulk goods.
- the loading state of the air conditioning device is in this case determined essentially by the loading state of the filter unit and possibly also by the loading state of the heat exchanger unit.
- the evaluation of the PTC Element as a simple voltage measurement via a voltage divider circuit.
- the determination of the loading state of the air conditioning device allows dynamic service interval times of the air conditioning device, whereby an optimal operation of the air conditioning device is ensured.
- the heat exchanger unit may be a cooling unit or a heating unit which cools or heats the air flow guided in the air duct.
- the heat exchanger unit may also consist of a cooling unit and a heating unit, which are preferably connected in series in the air flow in the air duct to selectively turn on individually or together. In this way, a temperature control and / or flow regulation of the air flow in the air duct can be adjusted particularly well.
- the heat exchanger unit can also be designed as an aggregate, which can be operated for cooling as well as for heating.
- the heat exchanger unit can basically consist of one or more heat exchanger units.
- the heat exchanger unit z. B. be designed as an evaporator of a coolant circuit. In embodiments in which the heat exchanger unit is designed for heating the air channel flowing through the air, the heat exchanger unit z. B. be designed as a heat exchanger of a ölkühlnikonnes the motor vehicle.
- z. B at least one heat exchanger unit for heating and at least one heat exchanger unit for cooling the air channel flowing through the air to be formed.
- the flow sensor and the temperature sensor are arranged no more than 1 mm to 10 mm apart in the air duct. This results in a particularly accurate measurement of the temperature of the air flowing around the flow sensor.
- NTC negative temperature coefficient
- the temperature sensor can also be designed as a PTC element.
- the temperature sensor is a resistance thermometer pt100 or ptiOOO.
- the sensor unit has an air-permeable cap, which is arranged such that the air-permeable cap surrounds the flow sensor. It is advantageous that the air-permeable cap reduces the flow rate of the air that reaches the flow sensor.
- the flow sensor which is configured as a self-heating mode PTC element, is more sensitive to changes in air flow rates at lower air flow velocities. This advantageously results in an improved measuring accuracy of the flow sensor.
- the sensor unit has an outlet surface of the heat exchanger unit at a distance of more than 20 cm, preferably more than 40 cm. Such a relatively large distance ensures that the air has already mixed evenly after the filter unit, whereby the accuracy of the temperature measurement of the temperature sensor is favored.
- the filter unit is designed as a particle filter.
- the filter unit may comprise a pleated filter material body.
- the filter unit may consist of nonwoven fabric.
- the filter unit may also be a combination filter z. B. with activated carbon - act adsorbent.
- the cap which surrounds the flow sensor, is formed as a, preferably made of Köpertressengewebe formed, air-permeable cap.
- the cap is formed of stainless steel.
- the evaluation electronics have a memory unit, and the evaluation electronics are configured such that the evaluation electronics simultaneously detect signal values of the flow sensor and of the temperature sensor and store them in the memory unit.
- the transmitter can be connected to the flow sensor and the temperature sensor of the sensor unit.
- the memory unit can be an integral component of the evaluation. If the air-conditioning device is operated in a motor vehicle, then the memory unit and / or the evaluation electronics can be arranged in an on-board computer of the motor vehicle.
- the air conditioning device has a display device, preferably designed as an LED, for displaying the loading state of the air conditioning device. If the air conditioning device is used in a motor vehicle, the display device may be part of an on-board computer and / or the
- Display device can be arranged in a dashboard of a motor vehicle.
- the truck driver thus has the ability to determine the loading condition of the air conditioning device independently of a motor vehicle workshop. This allows the truck driver z. B. even replace the particulate filter of the air conditioning device, if this is sufficiently heavily loaded.
- the load state can be made by the truck driver himself, whereby no unnecessary check of the loading condition of the air conditioning device by the motor vehicle workshop takes place during service inspection of the truck.
- the flow sensor and / or the temperature sensor have a volume of space of 1 mm 3 to 1 cm 3 .
- a small volume of space of the flow sensor and / or the temperature sensor of 1 mm 3 to 1 cm 3 is particularly advantageous because the air flow is only negligibly influenced by the flow sensor and / or the temperature sensor.
- the air duct has a secondary air duct, wherein a flap for controlling the air volume flow is provided in the secondary air duct, and wherein the sensor unit is arranged in the secondary air duct. It is advantageous that in this case the flow velocity of the air is reduced, and the flow sensor is operated in a more sensitive operating mode. This increases the measurement accuracy of the loading condition of the air conditioning device.
- the air conditioning device has a blower unit arranged in the air duct and the sensor unit is arranged at a distance of more than 40 cm from the blower unit.
- the relatively large distance favors that the air has mixed evenly before the loading condition of the air conditioning device is determined, whereby a higher measurement accuracy is achieved.
- the temperature sensor of the sensor unit is connected to a control unit of an air conditioning device, so that the temperature sensor can be used to control the air conditioning device.
- the air-conditioning device has a further sensor unit, which is arranged close to or directly adjacent to the filter unit.
- the further sensor unit on the filter unit allows under constant measurement and evaluation early detection of a rapid change in the loading condition of the air conditioning, so about suddenly occurring holes in the filter unit and / or sudden heavy load, such as leaves, the filter unit are recognized immediately.
- the air conditioning device is provided with an unloaded filter unit.
- One or more predefined environmental conditions, in particular the fan power, of the fan unit arranged in the air duct are then set. It can be provided that the air duct is brought fluidically into a predefined state, wherein preferably flaps of the air duct are placed in predefined positions, z. B. all flaps are opened or closed. Then by means of the evaluation simultaneously the signal of the flow sensor and the signal of the temperature sensor for different temperatures of the air surrounding the sensor unit, measured. Specifying values of the signals of the
- Flow sensors are stored as reference values for the various temperatures of the air according to the signals of the temperature sensor in the storage unit. It is particularly advantageous that these reference values the interaction of the component, such as filter unit, sensor unit, air duct, fan unit etc, with their geometric arrangement in the
- measured signal of the flow sensor determined as the actual value of the flow sensor by the transmitter.
- the previously determined and stored reference values specifying a signal of the flow sensor in response to a signal of the temperature sensor at a reference load state for one or more temperatures of the air surrounding the flow sensor are preferably described in terms of a function.
- this function is a linear function of temperature.
- These stored reference values can be z. B. be parameter of the function. In a linear function, these parameters z. B. be a slope and / or a so-called y-section.
- These stored reference values can hereby also be stored as a value table, in particular the function, in the memory unit of the evaluation electronics.
- a value of the signal of the flow sensor corrected by the temperature of the ambient air can be obtained in a particularly simple manner by means of the previously determined function.
- a deviation of the actual value of the flow sensor at time ti from the previously determined reference value of the signal of the flow sensor is determined in the form of a difference.
- the loading condition of the air conditioning device is judged to be acceptable if a standard, preferably designed as an absolute value, does not exceed the previously determined deviation of a threshold value.
- a relative deviation of the actual value of the flow sensor at time ti from the previously determined reference value of the signal of the flow sensor is determined, wherein the relative deviation is not negative and not greater than 1.
- the relative deviation is formed by first subtracting the actual value from the reference value and then dividing by the reference value. Then, the loading state of the air conditioning device is judged to be acceptable if a standard, preferably formed as an absolute amount, the previously determined relative deviation does not fall below a threshold value.
- the threshold values having a value of more than 80%, preferably more than 90%, are used.
- the signals of the flow sensor and of the temperature sensor are detected after a period of time T, preferably of at least 10 s, after the setting of the one or more predefined environmental conditions, namely after stationary signals at the flow sensor and at the temperature sensor have set. It is advantageous that after the period T, both a fluid mechanical and a thermodynamic equilibrium have been established, as a result of which a particularly high quality, in particular with regard to reproducibility, of the measured values is achieved.
- a blower output is adjusted such that a flow velocity of the air in the range from 0.1 m / s to 2.0 m / s, preferably 0.5 m / s results.
- the sensor unit operated at these low flow velocities of the air, is particularly sensitive to changes in the flow velocity of the air, whereby a high measurement accuracy is achieved.
- Figure 1 A schematic representation of an air conditioning device of an embodiment.
- Figure 2a A voltage divider circuit for measuring the signal of the flow sensor of a first embodiment.
- FIG. 2b A voltage divider circuit for measuring the signal of the flow sensor of a second embodiment.
- FIG. 3 A graph corresponding to a measurement of the signal of the flow sensor according to the first and the second embodiment
- Figure 4 A graph of a measurement of the signal of the flow sensor L / ⁇ (v) for different positions of the sensor unit in response to a relative fan power of another embodiment.
- Figure 5 A graph of a measurement of the signal of the flow sensor Uj (v) as a function of the temperature Tu, which surrounds the sensor unit of the further embodiment.
- Figure 6 A graph of a measurement of the signal of the flow sensor U ⁇ (v) for different degrees of coverage of the filter unit and various Blower outputs of the blower unit of the further embodiment.
- FIG. 7 shows a graph of a measurement of signals of a plurality of flow sensors Uj (v) for different positions of the sensor units of the further
- FIG. 8 a graph of a measurement of the change in the signal of the
- FIG. 9 shows a graph of a measurement of signals of a plurality of flow sensors for different positions of the sensor units and of the pressure drop on the filter unit of the further exemplary embodiment under loading.
- FIG. 10 a graph of a partial measurement from FIG. 9 of the signal of FIG.
- the air conditioning device 1 is an air filter device for motor vehicles.
- This air conditioning device 1 is preferably part of an air conditioning device and is used for cabin air filtration.
- the air-conditioning device 1 comprises a filter unit 3, a sensor unit 4 and an evaluation electronics 6.
- the filter unit 3 and the sensor unit 4 are arranged in an air channel 5 one after the other at a distance of more than 40 cm.
- the sensor unit 4 before dividing the air flow into different Side air ducts, the z. B. footwell, cockpit and windscreen be arranged.
- the sensor unit 4 is arranged in one of these secondary air ducts, wherein the flow of the air in the auxiliary duct can be regulated by a flap.
- the filter unit 3 is a pleated filter preferably made of nonwoven fabric which is designed as a particle filter. It may alternatively but also a non-pleated filter z. B. act a plate filter.
- the direction of flow of the air in the air channel 5 is indicated by the directional arrow 11.
- the sensor unit 4 is connected electronically to the evaluation electronics 6 by means of a signal line 4s.
- the sensor unit 4 with which the loading state of the air conditioning device is determined, has a flow sensor 41, which is designed as a self-heating mode PTC element, and a temperature sensor 42.
- the flow sensor 41 and the temperature sensor 42 are arranged adjacent to each other such that with the temperature sensor 42, the air surrounding the flow sensor 41 can be determined with sufficient accuracy.
- the two sensors can also be arranged opposite to the walls of the secondary air duct and / or also spaced up to 10 cm.
- the temperature sensor 42 may be formed as an NTC, a pt100 or ptiOOO.
- the temperature sensor 42 is an NTC element.
- the air-conditioning device 1 has a blower unit 2, which is arranged in the air duct 5.
- the blower unit 2 is a controllable blower unit 2 in the form of a fan.
- the blower power of the blower unit 2 is arbitrary.
- a heat exchanger unit 7 with a lamellar structure and a further heat exchanger unit 71 are in the air channel 5 between the filter unit 3 and the sensor unit 4 is arranged.
- the heat exchanger unit 7 is designed as an evaporator of a coolant circuit and can be used for cooling the air channel 5 flowing through the air.
- the further heat exchanger unit 71 is designed as a heat exchanger of a oil cooling circuit of the motor vehicle and can be used for heating the air duct 5 flowing through the air. It may be provided in a non-illustrated embodiment, that only one heat exchanger unit 7 or 71 is provided.
- the evaporator 7 and the heat exchanger 71 are arranged at least 2 cm away from the filter unit 3 as well as from the sensor unit 4 in the air duct 5.
- a further heat exchanger 71 with a lamellar structure is arranged in the air duct 5.
- the further heat exchanger 71 is arranged between the filter unit 3 and the sensor unit 4.
- the heat exchanger 71 may function as a heater of the air conditioner.
- Pre-separator unit 8 upstream of the blower unit 2 is provided.
- This pre-separator 8 is formed as a coarse-mesh grid and serves to ensure that no coarse dirt such. As foliage, small branches, parts of plastic bags, or the like, can enter the air duct 5 and thus the fan unit 2 and the filter unit 3 protects against contamination and / or damage.
- the flow sensor 41 comprises an air-permeable and spherical cap 43 made of Köpertressengewebe.
- the cap 43 is made of stainless steel.
- the cap 43 has a diameter such that the cap 43 has an air gap of 1 mm to 3 mm with respect to the flow sensor 41.
- a further sensor unit may be arranged in the air duct 5 directly downstream of the filter unit 3.
- the sensor unit preferably has a distance of not more than 5 cm from the filter unit 3.
- This further sensor unit may be identical to the sensor unit 4.
- the further sensor unit may comprise a flow sensor, which is designed as a self-heating mode operated PTC element, and a temperature sensor.
- the flow sensor and the temperature sensor can be adjacent with a small distance of not more than 1 mm to 10 mm be arranged from each other.
- This further sensor unit can be electronically connected to the evaluation electronics 6 by means of a signal line.
- the transmitter 6 has in addition to analog and / or digital modules, eg. As a CPU 1 for evaluating the signals of the sensor unit 4 also a
- Memory unit 62 and a display device 61 which is designed as an LED on.
- the transmitter 6 is connected via a signal line 6s or the motor vehicle bus to a control unit 10 of the air conditioning device and / or other components of the motor vehicle electronics.
- the information obtained with the sensor unit 4 can advantageously be used for optimized control of the air conditioning unit.
- this sensor unit in order to ensure optimum function, in the summer as well as in winter are not in direct contact with the possibly extreme outside temperatures. This is achieved by the sensor unit 4 by components such as filter unit 3 and / or one or more heat exchanger units, which are formed as evaporator 7 and / or heat exchanger 71, arranged buffered.
- reference values are determined by evaluation electronics 6 for an unloaded, ie unused, filter unit 3.
- an unloaded filter unit 3 is provided in the air-conditioning device 1.
- the evaluation electronics 6 simultaneously measure signals of the flow sensor 41 and the temperature sensor 42 for different temperatures of the air surrounding the sensor unit 4. These specifying values of the signals of the flow sensor 41 are stored as reference values for the various temperatures of the air corresponding to the signals of the temperature sensor 42 in the storage unit 62.
- the determination of a data set is preferably carried out at each change of the filter unit 3 in a possible motor vehicle service in a workshop, so that always an optimal function of the air conditioning device 1 can be ensured.
- the same ambient conditions as in the determination of the reference values are set, i. H. In particular, the same blower power and the possible same setting of the flaps of the air duct 5.
- the signal of the flow sensor 41 and temperature sensor 42 is measured simultaneously at a time ti.
- the loading state of the air conditioning device 1 is determined by evaluation electronics 6 based on the measured signals of the flow sensor 41 and the temperature sensor 42 at the time ti with reference values stored in a memory unit 62.
- the determination of the loading state of the air conditioning device 1 can continuously or on instruction, for. B. by a motor vehicle driver or workshop mechanic done.
- the flow sensor 41 is a PTC element operated in the self-heating mode. Depending on a voltage applied to the flow sensor 41
- a, b and TE denote material constants.
- V denotes the flow velocity of the air.
- These constants a, b and T E can be determined experimentally by measuring the current / ptc in the laboratory with the aid of a drying cabinet or a hot plate at a fixed voltage U, with and without flow of the air v and various temperatures of the air Tu.
- FIG. 3 shows a graph of a measurement of the signal of the flow sensor according to the first and the second embodiment corresponding to circuit diagrams of FIGS. 2a) and 2b) as a function of the flow velocity of the air v.
- the measured voltage is given in V and the flow velocity of the air v in m / s.
- Air conditioning device 1 determined. For the determination of the load condition, however, it is sufficient to determine a measure of the change or decrease in the volume flow of the air over the service life, or even operating time.
- the flow sensor 41 is through Setting a constant operating voltage U placed in the self-heating mode and the voltage drop across the PTC element, ie the signal of the flow sensor 41 is stored as a starting value. For this setting, the temperature dependency for the later temperature range of the application must now be determined.
- the temperature calibration of the sensor unit 41 which takes place at the same flow velocity v, z. B. be made in a laboratory.
- the sensor unit 4 are arranged adjacent thereto in an air duct.
- the flow sensor 41 is operated at a constant voltage, preferably 12V.
- the voltage drop is now measured as a signal of the flow sensor 41 above the PTC element according to the circuit diagram of Figure 2a).
- the signal of the temperature sensor 42 which is realized for example with an NTC element, is measured with the same principle. With the help of the characteristic curve of the NTC element, the temperature of the air surrounding the sensor unit 4 can be determined from the signal of the temperature sensor 42.
- the positioning of the sensor unit 4 may be provided in a single secondary air duct, whereby the flow velocity of the air v can be reduced by a controllable flap such that a flow velocity of the air v of at most 0.5 m / s occurs at the sensor unit 4.
- This sensor unit 4 was mounted in a W164 air conditioner in a vent provided on the air duct 5 and branching into the footwell, i. behind the heat exchanger unit 7, which is designed as an evaporator.
- FIG. 4 shows the signals of the flow sensors in V for different blower outputs, from 0% to 80% in steps of 10%, of the blower unit 2.
- the sensor unit which is positioned in the air duct 5 behind the blower unit 2, provides at 95% coverage, ie at extremely high loading of the filter unit 3, with further reduction of the amount of air no reproducible signal more.
- the only sensor unit that provides a reproducible signal over the entire course of the experiment is the one positioned in the footwell vent. This result indicates that the flow sensor 4 should be positioned as far away as possible from the filter unit 3 and the blower unit 2 in order to minimize flow influences due to non-uniform loads of the air conditioning device 1.
- the effect of the evaporator 7 as a flow straightener has led here to a corresponding result.
- a loading test has now been carried out.
- the blower unit 2 was set at 60% of the maximum blower output, or air quantity, and subjected to a test dust in a flow duct.
- the test dust consisted of the following components:
- JIS Class 8 (a dust based on a clay mineral)
- JIS Class 8 and 12 dusts can be found in the JIS Z8901 standard (Japanese Industrial Standard).
- Evaluation electronics 6 detecting the fluctuation of the signal of the sensor unit and thus a spent or overloaded filter unit 3 can be detected.
- Another sensor unit may also detect a "half full” or “half loaded “filter unit 3 on the basis of the no longer monotonically falling signal of the other sensor unit recognize, ie, a kind of first loading of the filter unit 3 can be detected.
- a defined operating state must be selected in which a certain maximum amount of water may be condensed on the surface of the evaporator 7.
- This operating condition must first be determined empirically at the air conditioning unit. For example, a longer downtime (parking overnight or for more than 2 hours) can be used. In a longer downtime, the water can drain from the evaporator 7.
- a compressor of the air conditioning device When the air conditioning device starts, a compressor of the air conditioning device must remain switched off until the volume flow has been checked by means of the flow sensor 4.
- the flow sensor 41 in the above example was provided with a cap 43 made of a stainless steel basket knit fabric.
- This Köpertressengewebe had an opening width of 70 microns.
- the signal output at 90% blower power of the blower unit 2 was thereby reduced from 7.2 V to 5 V, resulting in one now moved in the region of the signal of the flow sensor, in which small changes in the flow velocity of the air v cause greater changes in the signal output than in a sensor unit having no cap.
- this cap 43 a new stage test of 50% to 90% blower output of the blower unit 2 has now been carried out. The result is shown in FIG. Plotted is the change of the signal of the sensor unit above the blower power. The change in the output signal could be approximately doubled by this cap when changing the fan setting from 50% to 90%.
- a sensor unit which is arranged in the center of the air conditioning device 3, provides only in the first part of the load a clear change of the signal of the flow sensor.
- the change in the signal of the flow sensor 41 with cap 43 results in a reduction of the fan power from 60% to 54% with a pressure drop increase of around 200 Pa. This corresponds to a reduction of 10%, which is already classified as a concern by the air conditioning manufacturer. In the further course, the blower output is reduced to 48%, ie a total of 20%. This change is no longer detected by the sensor unit directly behind the filter unit 3.
- the sensor unit from the PTC element, as a flow sensor, and the NTC element, as a temperature sensor monitors the air amount of the air conditioning in a defined operating state, not only the clogging or loading of the filter unit 3, but also a possible fouling, and moth Clogging of heat exchangers and / or evaporators detected. If after a change of the filter unit 3, the signal of the sensor unit does not return to his original value, ie at least close to the original value, this may be an indication of a polluted by evaporator and / or condenser.
- the air conditioning device according to the invention thus represents an extremely simplified flow monitor.
- the air conditioning device 1 can be used in addition to the diagnosis of the degree of contamination of the entire air conditioning device, in particular the heat exchanger and / or evaporator.
- the signal of the flow sensor without built-filter unit 3 can be detected, which can be measured again at each service in the workshop. If a change in the signal of the flow sensor is already observed here, there is an indication that the air conditioning system should be cleaned. Odor nuisance due to long-term contamination can thus be avoided.
- the reference values are determined by means of linear regression, which specify a signal of the flow sensor in response to a signal of the temperature sensor at a reference loading state.
- parameters of a regression line are determined by linear regression.
- the parameters are then stored in the memory unit. It is advantageous that only exactly two parameters for describing the reference values of the flow sensor for the different temperatures of the air must be stored. Furthermore, by means of the linear regression, measurement errors are smoothed.
- a reference value is determined, which is assigned to the signal of the flow sensor at time ti.
- the assignment is made by the evaluation by means of the signal of the temperature sensor and the one or more stored reference values for the different temperatures of the air.
- a reference value associated with the signal of the flow sensor at time ti which selects that stored reference value whose temperature of the air deviates at least from the temperature of the air at time ti. It is advantageous here in the particularly simple determination of the reference value at the time t ⁇ .
- the reference value, which is assigned to the signal of the flow sensor at the time ti to be determined by interpolation of the stored reference values.
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Abstract
Description
Verfahren zur Überwachung des Beladungszustandes einer Klimatisierungseinrichtung eines Kraftfahrzeuges Method for monitoring the load condition of an air conditioning device of a motor vehicle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Ermittlung eines Beladungszustandes einer Klimatisierungseinrichtung und eine Klimatisierungseinrichtung zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug, wobei die Klimatisierungseinrichtung, eine Filtereinheit, eine Wärmetauschereinheit, eine Sensoreinheit, und eine Auswerteelektronik aufweist. Die Filtereinheit und die Sensoreinheit sind in einem Luftkanal angeordnet, wobei die Sensoreinheit mit der Auswerteelektronik zur Bestimmung des Beladungszustandes der Filtereinrichtung verbunden ist. Der Beladungszustand einer Filtereinrichtung wird auch als Sättigungszustand der Filtereinrichtung bezeichnet.The invention relates to a method for determining a loading state of an air conditioning device and an air conditioning device for use in a motor vehicle, wherein the air conditioning device, a filter unit, a heat exchanger unit, a sensor unit, and an evaluation has. The filter unit and the sensor unit are arranged in an air duct, wherein the sensor unit is connected to the evaluation electronics for determining the loading state of the filter device. The loading state of a filter device is also referred to as the saturation state of the filter device.
Aus der DE 199 05 610 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung des Beladungszustandes einer Filtereinrichtung für Kabinenluftfilter bei Kraftfahrzeugen bekannt, wobei die Filtereinrichtung eine Gebläseeinheit zur Beförderung der Luft in den Kabineninnenraum aufweist, die dem Kabinenluftfilter vor- oder nachgeschaltet ist. Der Beladungszustand der Filtereinrichtung wird durch Summation der Gebläselaufzeit ermittelt, wobei die so ermittelte Gesamtluftmenge als Maß für den Beladungszustand der Filtereinrichtung dient. Allerdings wird ebenso bei diesem Verfahren die Qualität der Luft nicht berücksichtigt, d. h. die tatsächliche Beladung der Filtereinheit wird nur ungenau bestimmt.From DE 199 05 610 A1 a method for determining the loading state of a filter device for cabin air filters in motor vehicles is known, wherein the filter device comprises a blower unit for conveying the air into the cabin interior, which is upstream or downstream of the cabin air filter. The loading state of the filter device is determined by summation of the fan run time, wherein the total amount of air thus determined serves as a measure of the loading state of the filter device. However, the quality of the air is also not taken into account in this process, ie. H. the actual loading of the filter unit is only determined inaccurately.
Aus der DE 100 36 270 A1 ist eine Klimaeinrichtung mit Filtereinheit für Kraftfahrzeuge und ein Verfahren zu deren Betrieb bekannt. Bei der Filtereinrichtung wird mittels einer Gebläseeinheit Luft durch eine Filtereinheit befördert. Mittels einer Auswerteelektronik mit Anzeigeeinrichtung wird mit einer Abtasteinheit die aktuelle Gebläseleistung der Gebläseeinheit bestimmt. Durch Integration der Gebläseleistung wird die Gesamtluftmenge bestimmt. In dem Luftkanal ist noch ein zusätzlicher Schadgassensor vorgesehen, der mit der Auswerteeinrichtung verbunden ist. Bei dieser Klimaeinrichtung bzw. dem Verfahren wird der Beladungszustand einer Filtereinrichtung mit Schadgasen ermittelt. Die Beladung der Filtereinrichtung mit Partikeln kann hiermit jedoch nicht ermittelt werden.From DE 100 36 270 A1 an air conditioning device with filter unit for motor vehicles and a method for their operation is known. In the filter device, air is conveyed through a filter unit by means of a blower unit. By means of an evaluation with display device, the current fan speed of the fan unit is determined with a scanning unit. By integrating the blower output, the total amount of air is determined. In the air duct, an additional harmful gas sensor is still provided, which is connected to the evaluation device. at This climate device or the method, the loading state of a filter device is determined with noxious gases. However, the loading of the filter device with particles can not be determined hereby.
Aus der US 6,582,295 B1 ist eine Klimaeinrichtung für Kraftfahrzeugkabinen mit Filtereinheit und Gebläseeinheit, sowie ein Verfahren zu deren Betrieb bekannt. Es wird eine Referenzwertmessung der Leistungsaufnahme des Gebläses durchgeführt unter Verwendung einer unbeladenen Filtereinheit. Mit steigendem Beladungszustand der Filtereinheit sollte auch die Leistungsaufnahme der Gebläseeinheit ansteigen. Auf Grund der geringen Änderungen derUS Pat. No. 6,582,295 B1 discloses an air conditioning system for motor vehicle cabins with a filter unit and blower unit, and a method for operating the same. A reference value measurement of the blower power consumption is performed using an unloaded filter unit. As the state of charge of the filter unit increases, the power consumption of the fan unit should also increase. Due to the small changes in the
Leistungsaufnahme bei handelsüblichen Gebläseeinheiten sind nur unter erheblichem Aufwand reproduzierbare Beladungszustände der Filtereinheit zu erhalten.Power consumption in commercial blower units can be obtained only under considerable expense reproducible loading conditions of the filter unit.
Aus der US 4,751 ,501 B1 ist eine Filtereinrichtung zur Bestimmung desFrom US 4,751, 501 B1 is a filter device for determining the
Beladungszustandes einer Filtereinheit bekannt. An einer Filtereinheit, die als Partikelfilter ausgebildet ist, ist ein Differenzdrucksensor angeordnet. Der Differenzdrucksensor dient zur Bestimmung des Druckabfalls an der Filtereinheit. Der Filtereinheit ist ein pneumatischer Strömungssensor zur Bestimmung des Volumenstroms der Luft naGhgeschaltet. Mittels eines Vergleichs der aktuellen Werte dieser beiden Sensoren mit Referenzwerten einer unbeladenen Filtereinheit kann sehr genau der Beladungszustand der Filtereinheit bestimmt werden. Allerdings handelt es sich um ein kostenintensives Verfahren bei dem der Differenzdrucksensor seinerseits für Verschmutzung mit Staub anfällig ist.Loading state of a filter unit known. At a filter unit, which is designed as a particle filter, a differential pressure sensor is arranged. The differential pressure sensor is used to determine the pressure drop across the filter unit. The filter unit is a pneumatic flow sensor for determining the volumetric flow rate of the air. By means of a comparison of the current values of these two sensors with reference values of an unloaded filter unit, the loading state of the filter unit can be determined very accurately. However, it is a costly process in which the differential pressure sensor in turn is prone to contamination by dust.
Aus der DE 102 15 925 A1 ist eine Sensoranordnung zur Bestimmung des Druckabfalls an einer Filtereinheit eines Luftfilters für Kraftfahrzeuge bekannt. Auf Grund unterschiedlicher Drücke auf den beiden Seiten der Filtereinheit wird eine Auslenkung einer Membran eines Differenzdrucksensors ermittelt. Diese Auslenkung ist ein Maß für den Beladungszustand der Filtereinheit. Eine derartigeFrom DE 102 15 925 A1, a sensor arrangement for determining the pressure drop across a filter unit of an air filter for motor vehicles is known. Due to different pressures on the two sides of the filter unit, a deflection of a diaphragm of a differential pressure sensor is determined. This deflection is a measure of the loading state of the filter unit. Such
Sensoranordnung hat ähnliche Nachteile wie die Filtereinrichtung der US 4,751 ,501 B1. Aus der DE 101 62 806 A1 sind ein Verfahren und eine Filtereinrichtung bekannt, bei welchen der Beladungszustand einer Filtereinheit mittels Messung des anströmseitigen Reflexionsgrades der Filtereinheit mit einem optischen Sensor bestimmt wird. Diese Art der Messung des Beladungszustandes hängt allerdings sehr stark von der Art des Beladungsaerosols ab und ist deswegen nicht reproduzierbar.Sensor arrangement has similar disadvantages as the filter device of US 4,751, 501 B1. DE 101 62 806 A1 discloses a method and a filter device in which the loading state of a filter unit is determined by measuring the inflow-side reflectance of the filter unit with an optical sensor. However, this type of measurement of the loading state depends very much on the nature of the loading aerosol and is therefore not reproducible.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde einfach, kostengünstig und reproduzierbar den Beladungszustand einer Klimatisierungseinrichtung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Partikelfilters der Klimaanlage, zu ermitteln.The invention is therefore based on the object simple, inexpensive and reproducible to determine the loading state of an air conditioning device of a motor vehicle, in particular a particulate filter of the air conditioner.
Diese Aufgabe der Erfindung wird mit dem Verfahren für die Ermittlung eines Beladungszustandes einer Klimatisierungseinrichtung zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Patentanspruch 1 und mit der Klimatisierungseinrichtung gemäß dem Patentanspruch 6 gelöst.This object of the invention is achieved with the method for determining a loading state of an air conditioning device for use in a motor vehicle according to claim 1 and with the air conditioning device according to claim 6.
Mit der Lösung gemäß dem Patentanspruch 1 ist ein Verfahren für die Ermittlung eines Beladungszustandes einer Klimatisierungseinrichtung zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug, mit folgenden Schritten vorgesehen: Bereitstellen einer Klimatisierungseinrichtung mit einer Filtereinheit, einer Wärmetauschereinheit, und einer Sensoreinheit, wobei die Filtereinheit, die Wärmetauschereinheit und die Sensoreinheit in einem Luftkanal angeordnet sind, die Wärmetauschereinheit stromabwärts zur Filtereinheit und zwischen der Filtereinheit und der Sensoreinheit angeordnet ist, die Sensoreinheit zu einer Austrittsfläche der Wärmetauschereinheit mit einem Abstand, vorzugsweise von mehr als 20 cm, angeordnet ist, die Sensoreinheit einen Strömungssensor, der als im selbsterhitzenden Modus betriebenes PTC-Element ausgebildet ist, und einen Temperatursensor aufweist, und das PTC-Element und der Temperatursensor benachbart voneinander in dem Luftkanal angeordnet sind, Einstellung eine oder mehrerer vordefinierter Umgebungsbedingungen, insbesondere einer Gebläseleistung einer in dem Luftkanal angeordneten Gebläseeinheit, Messung eines Signals des Strömungssensors und eines Signals des Temperatursensors zu einem Zeitpunkt t-i, und Bestimmung des Beladungszustandes der Klimatisierungseinrichtung durch eine Auswerteelektronik basierend auf den gemessenen Signalen des Strömungssensors und des Temperatursensors zu dem Zeitpunkt ti sowie ein oder mehreren in einer Speichereinheit gespeicherten Referenzwerten, welche ein Signal des Strömungssensors in Abhängigkeit von einem Signal des Temperatursensors bei einem Referenz-Beladungszustand spezifizieren.With the solution according to claim 1, a method for determining a loading condition of an air conditioning device for use in a motor vehicle, comprising the following steps: providing an air conditioning device with a filter unit, a heat exchanger unit, and a sensor unit, wherein the filter unit, the heat exchanger unit and the Sensor unit are arranged in an air duct, the heat exchanger unit is arranged downstream of the filter unit and between the filter unit and the sensor unit, the sensor unit is arranged to an exit surface of the heat exchanger unit with a distance, preferably of more than 20 cm, the sensor unit, a flow sensor as formed in the self-heating mode operated PTC element, and having a temperature sensor, and the PTC element and the temperature sensor are arranged adjacent to each other in the air duct, setting one or more predefined environmental conditions, in particular a blower power of a blower unit arranged in the air duct, measurement of a signal of the flow sensor and a signal of the temperature sensor at a time ti, and determination of the loading state of the air conditioning device by an evaluation based on the measured signals of the flow sensor and the temperature sensor at the time ti and one or more reference values stored in a storage unit specifying a signal of the flow sensor in response to a signal of the temperature sensor at a reference load state.
Die Aufgabe der Erfindung wird ebenso vorrichtungsgemäß gelöst mit einer Klimatisierungseinrichtung zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 6. Hierbei ist vorgesehen, dass die Klimatisierungseinrichtung, eine Filtereinheit, eine Wärmetauschereinheit, eine Sensoreinheit, und eine Auswerteelektronik aufweist, wobei die Filtereinheit, die Wärmetauschereinheit, und die Sensoreinheit in einem Luftkanal angeordnet sind und die Sensoreinheit mit der Auswerteelektronik verbunden ist, wobei die Wärmetauschereinheit stromabwärts zur Filtereinheit und zwischen der Filtereinheit und der Sensoreinheit angeordnet ist, wobei die Sensoreinheit zu einer Austrittsfläche der Wärmetauschereinheit in einen Abstand, vorzugsweise von mehr als 20 cm, angeordnet ist und wobei dieThe object of the invention is also achieved according to the device with an air conditioning device for use in a motor vehicle according to claim 6. It is provided that the air conditioning device, a filter unit, a heat exchanger unit, a sensor unit, and an evaluation, wherein the filter unit, the heat exchanger unit, and the sensor unit are arranged in an air duct and the sensor unit is connected to the evaluation electronics, wherein the heat exchanger unit is arranged downstream of the filter unit and between the filter unit and the sensor unit, wherein the sensor unit to an exit surface of the heat exchanger unit at a distance, preferably more than 20 cm , is arranged and wherein the
Sensoreinheit einen Strömungssensor aufweist, der als im selbsterhitzenden Modus betriebenes PTC-Element ausgebildet ist, und einen Temperatursensor aufweist, und das PTC-Element und der Temperatursensor benachbart voneinander in dem Luftkanal angeordnet sind.Sensor unit comprises a flow sensor which is designed as a self-heating mode operated PTC element and having a temperature sensor, and the PTC element and the temperature sensor adjacent to each other in the air duct are arranged.
Besonders vorteilhaft ist, dass erfindungsgemäß benachbart zu dem Strömungssensor, der als im selbsterhitzenden Modus betriebenes PTC-Element ausgebildet ist, ein Temperatursensor angeordnet ist, der die Temperatur der umgebenden Luft misst. Hierdurch wird ermöglicht, dass die Messung des Strömungssensors mittels der benachbart gemessenen Temperatur korrigiert werden kann und somit der Beladungszustand der Klimatisierungseinrichtung genau, also auch reproduzierbar, bestimmt wird. Den Strömungssensor als im selbsterhitzenden Modus betriebenes PTC-Element auszubilden ist kostengünstig, da es sich bei dem Strömungssensor um Halbleitermassenware handelt. Weiter wird durch die spezielle Anordnung der Sensoreinheit zu der Filtereinheit und der Wärmetauschereinheit eine genaue Bestimmung des Beladungszustandes erzielt. Der Beladungszustand der Klimatisierungseinrichtung wird hierbei im wesentlichen von dem Beladungszustand der Filtereinheit sowie unter Umständen auch von dem Beladungszustand der Wärmetauschereinheit bestimmt. In der Praxis erfolgt die Auswertung des PTC- Elementes als einfache Spannungsmessung über eine Spannungsteilerschaltung. Ferner erlaubt die Bestimmung des Beladungszustandes der Klimatisierungseinrichtung dynamische Serviceintervallzeiten der Klimatisierungseinrichtung, wodurch ein optimaler Betrieb der Klimatisierungseinrichtung gewährleistet wird.It is particularly advantageous that according to the invention adjacent to the flow sensor, which is designed as a self-heating mode operated PTC element, a temperature sensor is arranged, which measures the temperature of the surrounding air. This makes it possible that the measurement of the flow sensor can be corrected by means of the adjacently measured temperature and thus the loading state of the air conditioning device is determined exactly, ie also reproducibly. Forming the flow sensor as a PTC element operated in the self-heating mode is inexpensive, since the flow sensor is semiconductor bulk goods. Furthermore, due to the special arrangement of the sensor unit to the filter unit and the heat exchanger unit, an accurate determination of the loading condition is achieved. The loading state of the air conditioning device is in this case determined essentially by the loading state of the filter unit and possibly also by the loading state of the heat exchanger unit. In practice, the evaluation of the PTC Element as a simple voltage measurement via a voltage divider circuit. Furthermore, the determination of the loading state of the air conditioning device allows dynamic service interval times of the air conditioning device, whereby an optimal operation of the air conditioning device is ensured.
Bei der Wärmetauschereinheit kann es sich um ein Kühlaggregat oder um ein Heizaggregat handeln, welches den im Luftkanal geführten Luftstrom abkühlt bzw. erwärmt. Die Wärmetauschereinheit kann ferner auch aus einem Kühlaggregat und einem Heizaggregat bestehen, die vorzugsweise hintereinander in dem Luftstrom im Luftkanal geschaltet sind, um sie wahlweise einzeln oder gemeinsam einzuschalten. Auf diese Weise kann besonders gut eine Temperierung und/oder Strömungsregulierung des Luftstroms im Luftkanal eingestellt werden. Die Wärmetauschereinheit kann auch als ein Aggregat ausgebildet sein, welches zum Kühlen als auch zum Heizen betrieben werden kann. Die Wärmetauschereinheit kann grundsätzlich aus einem oder aus mehreren Wärmetauschereinheiten bestehen.The heat exchanger unit may be a cooling unit or a heating unit which cools or heats the air flow guided in the air duct. The heat exchanger unit may also consist of a cooling unit and a heating unit, which are preferably connected in series in the air flow in the air duct to selectively turn on individually or together. In this way, a temperature control and / or flow regulation of the air flow in the air duct can be adjusted particularly well. The heat exchanger unit can also be designed as an aggregate, which can be operated for cooling as well as for heating. The heat exchanger unit can basically consist of one or more heat exchanger units.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich durch Ausführungen gemäß den abhängigen Ansprüchen.Further advantages of the invention will become apparent by embodiments according to the dependent claims.
Bei Ausführungen, bei denen die Wärmetauschereinheit zum Kühlen der den Luftkanal durchströmenden Luft ausgebildet ist, kann die Wärmetauschereinheit z. B. als Verdampfer eines Kühlmittelkreislaufes ausgebildet sein. Bei Ausführungen, bei denen die Wärmetauschereinheit zum Heizen der den Luftkanal durchströmenden Luft ausgebildet ist, kann die Wärmetauschereinheit z. B. als Wärmetauscher eines ölkühlkreislaufes des Kraftfahrzeuges ausgebildet sein.In embodiments in which the heat exchanger unit is designed for cooling the air channel flowing through the air, the heat exchanger unit z. B. be designed as an evaporator of a coolant circuit. In embodiments in which the heat exchanger unit is designed for heating the air channel flowing through the air, the heat exchanger unit z. B. be designed as a heat exchanger of a ölkühlkreislaufes the motor vehicle.
Bei Ausführungen, bei denen mehrere Wärmetauschereinheiten zwischen der Filtereinheit und der Sensoreinheit in dem Luftkanal angeordnet sind, kann z. B. mindestens eine Wärmetauschereinheit zum Heizen und mindestens eine Wärmetauschereinheit zum Kühlen der den Luftkanal durchströmenden Luft ausgebildet sein. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden der Strömungssensor und der Temperatursensor nicht mehr als 1 mm bis 10 mm beabstandet voneinander in dem Luftkanal angeordnet. Hieraus ergibt sich eine besonders genaue Messung der Temperatur der Luft, die den Strömungssensor umströmt.In embodiments in which a plurality of heat exchanger units are arranged between the filter unit and the sensor unit in the air duct, z. B. at least one heat exchanger unit for heating and at least one heat exchanger unit for cooling the air channel flowing through the air to be formed. In a preferred embodiment of the invention, the flow sensor and the temperature sensor are arranged no more than 1 mm to 10 mm apart in the air duct. This results in a particularly accurate measurement of the temperature of the air flowing around the flow sensor.
Es kann vorgesehen sein, dass der Temperatursensor vorzugsweise als NTC- Element ausgebildet ist (NTC = negative temperature coefficient). Der Temperatursensor kann aber auch als PTC-Element ausgebildet sein. Beispielsweise ist der Temperatursensor ein Widerstandsthermometer pt100 oder ptiOOO.It can be provided that the temperature sensor is preferably designed as an NTC element (NTC = negative temperature coefficient). The temperature sensor can also be designed as a PTC element. For example, the temperature sensor is a resistance thermometer pt100 or ptiOOO.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Sensoreinheit eine luftdurchlässige Kappe auf, die derart angeordnet ist, dass die luftdurchlässige Kappe den Strömungssensor umgibt. Vorteilhaft ist, dass die luftdurchlässige Kappe die Strömungsgeschwindigkeit der Luft, die den Strömungssensor erreicht verringert. Der Strömungssensor, der als im selbsterhitzenden Modus betriebenes PTC-Element ausgebildet ist, ist bei kleineren Strömungsgeschwindigkeiten der Luft empfindlicher auf Änderungen der Strömungsgeschwindigkeiten der Luft. Hieraus ergibt sich vorteilhaft eine verbesserte Messgenauigkeit des Strömungssensors.In a preferred embodiment of the invention, the sensor unit has an air-permeable cap, which is arranged such that the air-permeable cap surrounds the flow sensor. It is advantageous that the air-permeable cap reduces the flow rate of the air that reaches the flow sensor. The flow sensor, which is configured as a self-heating mode PTC element, is more sensitive to changes in air flow rates at lower air flow velocities. This advantageously results in an improved measuring accuracy of the flow sensor.
Die Sensoreinheit weist zu einer Austrittsfläche der Wärmetauschereinheit einen Abstand von mehr als 20 cm, vorzugsweise von mehr als 40 cm, auf. Ein derart relativ großer Abstand gewährleistet, dass sich die Luft bereits gleichmäßig nach der Filtereinheit durchmischt hat, wodurch die Genauigkeit der Temperaturmessung des Temperatursensors begünstigt wird.The sensor unit has an outlet surface of the heat exchanger unit at a distance of more than 20 cm, preferably more than 40 cm. Such a relatively large distance ensures that the air has already mixed evenly after the filter unit, whereby the accuracy of the temperature measurement of the temperature sensor is favored.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Filtereinheit als Partikelfilter ausgebildet. Die Filtereinheit kann einen plissierten Filtermaterialkörper aufweisen. Die Filtereinheit kann hierbei aus Vliesstoff bestehen. Bei der Filtereinheit kann es sich auch um einen Kombifilter z. B. mit Aktivkohle - Adsorbens handeln.In a preferred embodiment of the invention, the filter unit is designed as a particle filter. The filter unit may comprise a pleated filter material body. The filter unit may consist of nonwoven fabric. The filter unit may also be a combination filter z. B. with activated carbon - act adsorbent.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Kappe, die den Strömungssensor, umgibt als eine, vorzugsweise aus Köpertressengewebe gebildete, luftdurchlässige Kappe ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Kappe aus Edelstahl ausgebildet. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Auswerteelektronik eine Speichereinheit auf, und die Auswerteelektronik ist derart ausgestaltet, dass die Auswerteelektronik Signalwerte des Strömungssensors und des Temperatursensors gleichzeitig erfasst und in der Speichereinheit abspeichert. Die Auswerteelektronik kann mit dem Strömungssensor und dem Temperatursensor der Sensoreinheit verbunden sein. Die Speichereinheit kann dabei ein integraler Bauteil der Auswerteelektronik sein. Wird die Klimatisierungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug betrieben, so kann die Speichereinheit und/oder die Auswerteelektronik in einem Bordcomputer des Kraftfahrzeugs angeordnet sein.It may further be provided that the cap, which surrounds the flow sensor, is formed as a, preferably made of Köpertressengewebe formed, air-permeable cap. Preferably, the cap is formed of stainless steel. In a preferred embodiment of the invention, the evaluation electronics have a memory unit, and the evaluation electronics are configured such that the evaluation electronics simultaneously detect signal values of the flow sensor and of the temperature sensor and store them in the memory unit. The transmitter can be connected to the flow sensor and the temperature sensor of the sensor unit. The memory unit can be an integral component of the evaluation. If the air-conditioning device is operated in a motor vehicle, then the memory unit and / or the evaluation electronics can be arranged in an on-board computer of the motor vehicle.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Klimatisierungseinrichtung eine Anzeigeeinrichtung, vorzugsweise als LED ausgebildet, zur Anzeige des Beladungszustandes der Klimatisierungseinrichtung auf. Falls die Klimatisierungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird, kann die Anzeigeeinrichtung Bestandteil eines Bordcomputers sein und/oder dieIn a preferred embodiment of the invention, the air conditioning device has a display device, preferably designed as an LED, for displaying the loading state of the air conditioning device. If the air conditioning device is used in a motor vehicle, the display device may be part of an on-board computer and / or the
Anzeigeeinrichtung kann in einer Armaturentafel eines Kraftfahrzeuges angeordnet sein. Besonders vorteilhaft ist hierbei der Einsatz in Lastkraftfahrzeuge, der Lastkraftfahrzeugführer hat somit die Möglichkeit den Beladungszustand der Klimatisierungseinrichtung unabhängig von einer Kraftfahrzeugwerkstatt zu bestimmen. Dies ermöglicht den Lastkraftfahrzeugführer z. B. selbst den Partikelfilter der Klimatisierungseinrichtung auszutauschen, wenn dieser hinreichend stark Beladen ist. Es wird somit ermöglicht, die Unterhaltkosten des Lastkraftfahrzeuges zu reduzieren, denn der Beladungszustand kann von dem Lastkraftfahrzeugführer selbst vorgenommen werden, wodurch keine unnötige Überprüfung des Beladungszustandes der Klimatisierungseinrichtung durch die Kraftfahrzeugwerkstatt bei Service-Inspektion des Lastkraftfahrzeuges stattfindet.Display device can be arranged in a dashboard of a motor vehicle. Particularly advantageous here is the use in trucks, the truck driver thus has the ability to determine the loading condition of the air conditioning device independently of a motor vehicle workshop. This allows the truck driver z. B. even replace the particulate filter of the air conditioning device, if this is sufficiently heavily loaded. Thus, it is possible to reduce the maintenance cost of the truck, because the load state can be made by the truck driver himself, whereby no unnecessary check of the loading condition of the air conditioning device by the motor vehicle workshop takes place during service inspection of the truck.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weisen der Strömungssensor und/oder der Temperatursensor ein Raumvolumen von 1 mm3 bis 1 cm3 auf. Ein geringes Raumvolumen des Strömungssensors und/oder des Temperatursensors von 1 mm3 bis 1 cm3 ist besonders vorteilhaft, denn die Luftströmung wird durch den Strömungssensor und/oder den Temperatursensor nur vernachlässigbar beeinflusst. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Luftkanal einen Nebenluftkanal auf, wobei in dem Nebenluftkanal eine Klappe zur Regelung des Luftvolumenstroms vorgesehen ist, und wobei die Sensoreinheit in dem Nebenluftkanal angeordnet ist. Vorteilhaft ist, das hierbei die Strömungsgeschwindigkeit der Luft verringert ist, und der Strömungssensor in einem empfindlicheren Betriebsmodus betrieben wird. Dies erhöht die Messgenauigkeit des Beladungszustandes der Klimatisierungseinrichtung.In a preferred embodiment of the invention, the flow sensor and / or the temperature sensor have a volume of space of 1 mm 3 to 1 cm 3 . A small volume of space of the flow sensor and / or the temperature sensor of 1 mm 3 to 1 cm 3 is particularly advantageous because the air flow is only negligibly influenced by the flow sensor and / or the temperature sensor. In a preferred embodiment of the invention, the air duct has a secondary air duct, wherein a flap for controlling the air volume flow is provided in the secondary air duct, and wherein the sensor unit is arranged in the secondary air duct. It is advantageous that in this case the flow velocity of the air is reduced, and the flow sensor is operated in a more sensitive operating mode. This increases the measurement accuracy of the loading condition of the air conditioning device.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Klimatisierungseinrichtung eine in dem Luftkanal angeordnete Gebläseeinheit auf und die Sensoreinheit ist in einem Abstand von mehr als 40 cm von der Gebläseeinheit angeordnet. Der relativ große Abstand begünstigt, dass sich die Luft gleichmäßig durchmischt hat, bevor der Beladungszustand der Klimatisierungseinrichtung bestimmt wird, wodurch eine höhere Messgenauigkeit erzielt wird.In a preferred embodiment of the invention, the air conditioning device has a blower unit arranged in the air duct and the sensor unit is arranged at a distance of more than 40 cm from the blower unit. The relatively large distance favors that the air has mixed evenly before the loading condition of the air conditioning device is determined, whereby a higher measurement accuracy is achieved.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Temperatursensor der Sensoreinheit mit einer Steuereinheit einer Klimaeinrichtung verbunden ist, sodass der Temperatursensor zur Reglung der Klimaeinrichtung verwendet werden kann.It can further be provided that the temperature sensor of the sensor unit is connected to a control unit of an air conditioning device, so that the temperature sensor can be used to control the air conditioning device.
Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Klimatisierungseinrichtung eine weitere Sensoreinheit aufweist, die nah oder direkt anschließend an der Filtereinheit angeordnet ist. Die weitere Sensoreinheit an der Filtereinheit ermöglicht unter ständiger Messung und Auswertung eine frühzeitige Erkennung einer schnellen Änderung des Beladungszustandes der Klimatisierungseinrichtung, sodass etwa plötzlich auftretende Löcher in der Filtereinheit und/oder plötzlich auftretende starke Beladung, etwa durch Laub, der Filtereinheit sofort erkannt werden.It may further be provided that the air-conditioning device has a further sensor unit, which is arranged close to or directly adjacent to the filter unit. The further sensor unit on the filter unit allows under constant measurement and evaluation early detection of a rapid change in the loading condition of the air conditioning, so about suddenly occurring holes in the filter unit and / or sudden heavy load, such as leaves, the filter unit are recognized immediately.
Bei einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung des Beladungszustandes der Klimatisierungseinrichtung wird die Klimatisierungseinrichtung mit einer unbeladenen Filtereinheit bereit gestellt. Es werden sodann eine oder mehrere vordefinierte Umgebungsbedingungen, insbesondere die Gebläseleistung, der in dem Luftkanal angeordneten Gebläseeinheit, eingestellt. Es kann vorgesehen sein, dass der Luftkanal strömungstechnisch in einen vordefinierten Zustand gebracht wird, wobei vorzugsweise Klappen des Luftkanals in vordefinierte Stellungen gebracht werden, z. B. werden alle Klappen geöffnet oder geschlossen. Sodann wird mittels der Auswerteelektronik gleichzeitige das Signal des Strömungssensors und das Signal des Temperatursensors für verschiedene Temperaturen der Luft, welche die Sensoreinheit umgibt, gemessen. Spezifizierende Werte der Signale desIn a preferred embodiment of the method according to the invention for determining the loading state of the air conditioning device, the air conditioning device is provided with an unloaded filter unit. One or more predefined environmental conditions, in particular the fan power, of the fan unit arranged in the air duct are then set. It can be provided that the air duct is brought fluidically into a predefined state, wherein preferably flaps of the air duct are placed in predefined positions, z. B. all flaps are opened or closed. Then by means of the evaluation simultaneously the signal of the flow sensor and the signal of the temperature sensor for different temperatures of the air surrounding the sensor unit, measured. Specifying values of the signals of the
Strömungssensors werden als Referenzwerte für die verschiedenen Temperaturen der Luft entsprechend den Signalen des Temperatursensors in der Speichereinheit gespeichert. Besonders vorteilhaft ist hierbei, dass diese Referenzwerte das Zusammenwirken der Bauteil, wie Filtereinheit, Sensoreinheit, Luftkanal, Gebläseeinheit etc, mit ihrer geometrischen Anordnung in derFlow sensors are stored as reference values for the various temperatures of the air according to the signals of the temperature sensor in the storage unit. It is particularly advantageous that these reference values the interaction of the component, such as filter unit, sensor unit, air duct, fan unit etc, with their geometric arrangement in the
Klimatisierungseinrichtung charakterisieren. Somit kann mittels dieser charakteristischen Referenzwerte der Beladungszustand für diese Klimatisierungseinrichtung sehr genau Bestimmt werden.Characterize air conditioner. Thus, by means of these characteristic reference values, the loading state for this air conditioning device can be determined very accurately.
Bei einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein spezifizierender Wert des zum Zeitpunkt t| gemessenen Signals des Strömungssensors als Istwert des Strömungssensors durch die Auswerteelektronik ermittelt.In a preferred embodiment of the method according to the invention, a specifying value of the time t | measured signal of the flow sensor determined as the actual value of the flow sensor by the transmitter.
Die zuvor bestimmten und gespeicherten Referenzwerte, welche ein Signal des Strömungssensors in Abhängigkeit von einem Signal des Temperatursensors bei einem Referenz-Beladungszustand für eine oder mehre Temperaturen der Luft spezifizieren, die den Strömungssensor umgibt, werden bevorzugt in Form einer Funktion beschrieben. Vorzugsweise ist diese Funktion eine lineare Funktion der Temperatur. Diese gespeicherten Referenzwerte können hierbei z. B. Parameter der Funktion sein. Bei einer linearen Funktion können diese Parameter z. B. eine Steigung und/oder ein sogenannter y-Abschnitt sein. Diese gespeicherten Referenzwerte können hierbei auch als eine Wertetabelle, insbesondere der Funktion, in der Speichereinheit der Auswerteelektronik gespeichert sein. Mit dem Signal des Temperatursensors zum Zeitpunkt U kann mittels der zuvor bestimmten Funktion ein um die Temperatur der umgebenden Luft korrigierter Istwert des Signals des Strömungssensors auf besonders einfache weise erhalten werden. Bei einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Abweichung des Istwertes des Strömungssensors zum Zeitpunkt ti von dem zuvor ermittelten Referenzwert des Signals des Strömungssensors in Form einer Differenz bestimmt. Der Beladungszustand der Klimatisierungseinrichtung als akzeptabel bewertet, falls eine Norm, vorzugsweise als Absolutbetrag ausgebildet, der vorangehend bestimmten Abweichung einen Schwellenwert nicht überschreitet.The previously determined and stored reference values specifying a signal of the flow sensor in response to a signal of the temperature sensor at a reference load state for one or more temperatures of the air surrounding the flow sensor are preferably described in terms of a function. Preferably, this function is a linear function of temperature. These stored reference values can be z. B. be parameter of the function. In a linear function, these parameters z. B. be a slope and / or a so-called y-section. These stored reference values can hereby also be stored as a value table, in particular the function, in the memory unit of the evaluation electronics. With the signal of the temperature sensor at the time U, a value of the signal of the flow sensor corrected by the temperature of the ambient air can be obtained in a particularly simple manner by means of the previously determined function. In a preferred embodiment of the method according to the invention, a deviation of the actual value of the flow sensor at time ti from the previously determined reference value of the signal of the flow sensor is determined in the form of a difference. The loading condition of the air conditioning device is judged to be acceptable if a standard, preferably designed as an absolute value, does not exceed the previously determined deviation of a threshold value.
Bei einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine relative Abweichung des Istwertes des Strömungssensors zum Zeitpunkt ti von dem zuvor ermittelten Referenzwert des Signals des Strömungssensors bestimmt, wobei die relative Abweichung nicht negativ und nicht größer als 1 ist. Vorzugsweise wird die relative Abweichung gebildet, indem zunächst der Istwert von dem Referenzwert subtrahiert wird und anschließend durch den Referenzwert dividiert wird. Sodann wird der Beladungszustand der Klimatisierungseinrichtung als akzeptabel bewertet, falls eine Norm, vorzugsweise als Absolutbetrag ausgebildet, der vorangehend bestimmten relativen Abweichung einen Schwellenwert nicht unterschreitet.In a preferred embodiment of the method according to the invention, a relative deviation of the actual value of the flow sensor at time ti from the previously determined reference value of the signal of the flow sensor is determined, wherein the relative deviation is not negative and not greater than 1. Preferably, the relative deviation is formed by first subtracting the actual value from the reference value and then dividing by the reference value. Then, the loading state of the air conditioning device is judged to be acceptable if a standard, preferably formed as an absolute amount, the previously determined relative deviation does not fall below a threshold value.
Bei einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Schwellenwerte mit einem Wert von mehr als 80%, vorzugsweise von mehr als 90%, eingesetzt.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the threshold values having a value of more than 80%, preferably more than 90%, are used.
Bei einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Signale des Strömungssensors und des Temperatursensors nach einer Zeitspanne T, vorzugsweise von mindestens 10 s, nach der Einstellung der einen oder der mehrerer vordefinierten Umgebungsbedingungen erfasst und zwar nachdem sich an dem Strömungssensor und an dem Temperatursensor stationäre Signale eingestellt haben. Vorteilhaft ist, dass sich nach der Zeitspanne T, sowohl ein strömungsmechanisches als auch ein thermodynamisches Gleichgewicht eingestellt haben, wodurch eine besonders hohe Qualität, insbesondere betreffend der Reproduzierbarkeit, der Messwerten erreicht wird.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the signals of the flow sensor and of the temperature sensor are detected after a period of time T, preferably of at least 10 s, after the setting of the one or more predefined environmental conditions, namely after stationary signals at the flow sensor and at the temperature sensor have set. It is advantageous that after the period T, both a fluid mechanical and a thermodynamic equilibrium have been established, as a result of which a particularly high quality, in particular with regard to reproducibility, of the measured values is achieved.
Bei einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Gebläseleistung derart eingestellt, sodass sich eine Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Bereich von 0.1 m/s bis 2.0 m/s, vorzugsweise von 0.5 m/s, ergibt. Vorteilhaft ist, dass die Sensoreinheit, betrieben bei diesen geringen Strömungsgeschwindigkeiten der Luft, besonders sensitiv auf Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit der Luft ist, wodurch eine hohe Messgenauigkeit erzielt wird.In a preferred embodiment of the method according to the invention, a blower output is adjusted such that a flow velocity of the air in the range from 0.1 m / s to 2.0 m / s, preferably 0.5 m / s results. Advantageous is that the sensor unit, operated at these low flow velocities of the air, is particularly sensitive to changes in the flow velocity of the air, whereby a high measurement accuracy is achieved.
Im Folgenden wir die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen:In the following we will describe the invention with reference to embodiments in conjunction with figures. Showing:
Figur 1 : Eine schematische Darstellung einer Klimatisierungseinrichtung eines Ausführungsbeispieles.Figure 1: A schematic representation of an air conditioning device of an embodiment.
Figur 2a): Eine Spannungsteilerschaltung zur Messung des Signals des Strömungssensors einer ersten Ausführungsform.Figure 2a): A voltage divider circuit for measuring the signal of the flow sensor of a first embodiment.
Figur 2b): Eine Spannungsteilerschaltung zur Messung des Signals des Strömungssensors einer zweiten Ausführungsform.FIG. 2b): A voltage divider circuit for measuring the signal of the flow sensor of a second embodiment.
Figur 3: Ein Graph einer Messung des Signals des Strömungssensors nach der ersten und nach der zweiten Ausführungsform entsprechendFIG. 3: A graph corresponding to a measurement of the signal of the flow sensor according to the first and the second embodiment
Schaltpläne der Figuren 2a) bzw. 2b) in Abhängigkeit der Strömungsgeschwindigkeit der Luft v.Schematics of Figures 2a) and 2b) depending on the flow velocity of the air v.
Figur 4: Ein Graph einer Messung des Signals des Strömungssensors L/τ(v) für verschiedene Positionen der Sensoreinheit in Abhängigkeit einer relativen Gebläseleistung eines weiteren Ausführungsbeispiels.Figure 4: A graph of a measurement of the signal of the flow sensor L / τ (v) for different positions of the sensor unit in response to a relative fan power of another embodiment.
Figur 5: Ein Graph einer Messung des Signals des Strömungssensors Uj(v) in Abhängigkeit der Temperatur Tu, welche die Sensoreinheit umgibt des weiteren Ausführungsbeispiels.Figure 5: A graph of a measurement of the signal of the flow sensor Uj (v) as a function of the temperature Tu, which surrounds the sensor unit of the further embodiment.
Figur 6: Ein Graph einer Messung des Signals des Strömungssensors Uτ(v) für verschiedene Abdeckungsgrade der Filtereinheit und verschiedene Gebläseleistungen der Gebläseeinheit des weiteren Ausführungsbeispiels.Figure 6: A graph of a measurement of the signal of the flow sensor U τ (v) for different degrees of coverage of the filter unit and various Blower outputs of the blower unit of the further embodiment.
Figur 7: Ein Graph einer Messung von Signalen mehreren Strömungssensoren Uj(v) für verschiedene Positionen der Sensoreinheiten des weiterenFIG. 7 shows a graph of a measurement of signals of a plurality of flow sensors Uj (v) for different positions of the sensor units of the further
Ausführungsbeispiels unter Beladung.Embodiment under loading.
Figur 8: Ein Graph einer Messung der Änderung des Signals desFIG. 8: a graph of a measurement of the change in the signal of the
Strömungssensors Uj{v) für verschiedene Positionen der Sensoreinheit in Abhängigkeit einer relativen Gebläseleistung des weiterenFlow sensor Uj {v) for different positions of the sensor unit as a function of a relative fan speed of the other
Ausführungsbeispiels.Embodiment.
Figur 9: Ein Graph einer Messung von Signalen mehreren Strömungssensoren für verschiedene Positionen der Sensoreinheiten und des Druckabfalls and der Filtereinheit des weiteren Ausführungsbeispiels unter Beladung.9 shows a graph of a measurement of signals of a plurality of flow sensors for different positions of the sensor units and of the pressure drop on the filter unit of the further exemplary embodiment under loading.
Figur 10: Ein Graph einer Teil-Messung aus Figur 9 des Signals einesFIG. 10: a graph of a partial measurement from FIG. 9 of the signal of FIG
Strömungssensors der Sensoreinheit und des Druckabfalls and der Filtereinheit des weiteren Ausführungsbeispiels mit einem Strömungssensor angeordnet in einem kleinen Ausströmer unterFlow sensor of the sensor unit and the pressure drop across the filter unit of the further embodiment with a flow sensor arranged in a small vent below
Beladung.Loading.
Anhand der Figur 1 wird zunächst der Aufbau der erfindungsgemäßen Klimatisierungseinrichtung 1 beschrieben.The structure of the air conditioning device 1 according to the invention will first be described with reference to FIG.
Bei der in Figur 1 gezeigten erfindungsgemäßen Klimatisierungseinrichtung 1 handelt es sich um eine Luftfiltereinrichtung für Kraftfahrzeuge. Diese Klimatisierungseinrichtung 1 ist vorzugsweise Bestandteil einer Klimaeinrichtung und wird zur Kabinenluftfilterung verwendet. Die Klimatisierungseinrichtung 1 umfasst eine Filtereinheit 3, eine Sensoreinheit 4 und eine Auswerteelektronik 6. Hierbei ist die Filtereinheit 3 und die Sensoreinheit 4 in einem Luftkanal 5 nacheinander mit einem Abstand von mehr als 40 cm angeordnet. In einer nichtgezeigten Ausführung kann die Sensoreinheit 4 vor einer Aufteilung des Luftstroms in verschiedene Nebenluftkanäle, die z. B. Fußraum, Cockpit und Windschutzscheibe versorgen, angeordnet sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Sensoreinheit 4 in einem dieser Nebenluftkanäle angeordnet ist, wobei durch eine Klappe die Strömung der Luft in dem Nebenkanal geregelt werden kann.The air conditioning device 1 according to the invention shown in FIG. 1 is an air filter device for motor vehicles. This air conditioning device 1 is preferably part of an air conditioning device and is used for cabin air filtration. The air-conditioning device 1 comprises a filter unit 3, a sensor unit 4 and an evaluation electronics 6. In this case, the filter unit 3 and the sensor unit 4 are arranged in an air channel 5 one after the other at a distance of more than 40 cm. In a not shown embodiment, the sensor unit 4 before dividing the air flow into different Side air ducts, the z. B. footwell, cockpit and windscreen, be arranged. However, it can also be provided that the sensor unit 4 is arranged in one of these secondary air ducts, wherein the flow of the air in the auxiliary duct can be regulated by a flap.
Bei der Filtereinheit 3 handelt es sich um einen plissierten Filter vorzugsweise aus Vliesstoff der als Partikelfilter ausgebildet ist. Es kann sich alternativ aber auch um einen nicht plissierten Filter z. B. einen Plattenfilter handeln.The filter unit 3 is a pleated filter preferably made of nonwoven fabric which is designed as a particle filter. It may alternatively but also a non-pleated filter z. B. act a plate filter.
Die Strömungsrichtung der Luft in dem Luftkanal 5 ist durch den Richtungspfeil 11 gekennzeichnet.The direction of flow of the air in the air channel 5 is indicated by the directional arrow 11.
Die Sensoreinheit 4 ist elektronisch mittels einer Signalleitung 4s mit der Auswerteelektronik 6 verbunden.The sensor unit 4 is connected electronically to the evaluation electronics 6 by means of a signal line 4s.
Die Sensoreinheit 4, mit welcher der Beladungszustand der Klimatisierungseinrichtung bestimmt wird, weist einen Strömungssensor 41 , der als im selbsterhitzenden Modus betriebenes PTC- Element ausgebildet ist, und einen Temperatursensor 42 auf. Der Strömungssensor 41 und der Temperatursensor 42 werden derart benachbart angeordnet, dass mit dem Temperatursensor 42 die Luft, die den Strömungssensor 41 umgibt, hinreichend genau bestimmt werden kann. In dem Fall, dass der Strömungssensor 41 und der Temperatursensor 42 in einem nicht gezeigten Nebenluftkanal angeordnet sind, können die beiden Sensoren auch gegenüberliegend an den Wänden des Nebenluftkanals angeordnet sein und/oder auch bis zu 10 cm beabstandet sein. Der Temperatursensor 42 kann als ein NTC, ein pt100 oder ptiOOO ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Temperatursensor 42 ein NTC- Element.The sensor unit 4, with which the loading state of the air conditioning device is determined, has a flow sensor 41, which is designed as a self-heating mode PTC element, and a temperature sensor 42. The flow sensor 41 and the temperature sensor 42 are arranged adjacent to each other such that with the temperature sensor 42, the air surrounding the flow sensor 41 can be determined with sufficient accuracy. In the event that the flow sensor 41 and the temperature sensor 42 are arranged in a secondary air duct, not shown, the two sensors can also be arranged opposite to the walls of the secondary air duct and / or also spaced up to 10 cm. The temperature sensor 42 may be formed as an NTC, a pt100 or ptiOOO. Preferably, the temperature sensor 42 is an NTC element.
Ferner weist die Klimatisierungseinrichtung 1 eine Gebläseeinheit 2 auf, die in dem Luftkanal 5 angeordnet ist. Bei der Gebläseeinheit 2 handelt es sich um eine regelbare Gebläseeinheit 2 in Form eines Ventilators. Die Gebläseleistung der Gebläseeinheit 2 ist beliebig wählbar.Furthermore, the air-conditioning device 1 has a blower unit 2, which is arranged in the air duct 5. The blower unit 2 is a controllable blower unit 2 in the form of a fan. The blower power of the blower unit 2 is arbitrary.
Eine Wärmetauschereinheit 7 mit Lamellenstruktur und eine weitere Wärmetauschereinheit 71 sind in dem Luftkanal 5 zwischen der Filtereinheit 3 und der Sensoreinheit 4 angeordnet. Die Wärmetauschereinheit 7 ist als Verdampfer eines Kühlmittelkreislaufes ausgebildet und kann zum Kühlen der den Luftkanal 5 durchströmenden Luft verwendet werden. Die weitere Wärmetauschereinheit 71 ist als Wärmetauscher eines ölkühlkreislaufes des Kraftfahrzeuges ausgebildet und kann zum Heizen der den Luftkanal 5 durchströmenden Luft verwendet werden. Es kann in einer nicht dargestellten Ausführung vorgesehen sein, dass nur eine Wärmetauschereinheit 7 bzw. 71 vorgesehen ist. Der Verdampfer 7 und der Wärmetauscher 71 sind sowohl von der Filtereinheit 3 als auch von der Sensoreinheit 4 mindestens 2 cm beabstandet in dem Luftkanal 5 angeordnet. Ferner ist noch ein weiterer Wärmetauscher 71 mit Lamellenstruktur in dem Luftkanal 5 angeordnet. Der weitere Wärmetauscher 71 ist zwischen der Filtereinheit 3 und der Sensoreinheit 4 angeordnet. Der Wärmetauscher 71 kann als Zuheizer der Klimaeinrichtung fungieren.A heat exchanger unit 7 with a lamellar structure and a further heat exchanger unit 71 are in the air channel 5 between the filter unit 3 and the sensor unit 4 is arranged. The heat exchanger unit 7 is designed as an evaporator of a coolant circuit and can be used for cooling the air channel 5 flowing through the air. The further heat exchanger unit 71 is designed as a heat exchanger of a oil cooling circuit of the motor vehicle and can be used for heating the air duct 5 flowing through the air. It may be provided in a non-illustrated embodiment, that only one heat exchanger unit 7 or 71 is provided. The evaporator 7 and the heat exchanger 71 are arranged at least 2 cm away from the filter unit 3 as well as from the sensor unit 4 in the air duct 5. Furthermore, a further heat exchanger 71 with a lamellar structure is arranged in the air duct 5. The further heat exchanger 71 is arranged between the filter unit 3 and the sensor unit 4. The heat exchanger 71 may function as a heater of the air conditioner.
Bei einer bevorzugten Ausführung ist eine in dem Luftkanal 5 angeordneteIn a preferred embodiment, one disposed in the air duct 5
Vorabscheidereinheit 8 stromaufwärts von der Gebläseeinheit 2 vorgesehen. Diese Vorabscheidereinheit 8 ist als grobmaschiges Gitter ausgebildet und dient dazu, dass kein grober Schmutz, wie z. B. Laub, kleine Äste, Teile von Kunststofftüten, oder ähnliches, in den Luftkanal 5 gelangen kann und somit die Gebläseeinheit 2 und die Filtereinheit 3 vor Verschmutzung und/oder vor Beschädigung schützt.Pre-separator unit 8 upstream of the blower unit 2 is provided. This pre-separator 8 is formed as a coarse-mesh grid and serves to ensure that no coarse dirt such. As foliage, small branches, parts of plastic bags, or the like, can enter the air duct 5 and thus the fan unit 2 and the filter unit 3 protects against contamination and / or damage.
Des Weiteren weist der Strömungssensor 41 eine luftdurchlässige und kugelförmige Kappe 43 aus Köpertressengewebe auf. Die Kappe 43 besteht aus Edelstahl. Die Kappe 43 hat einen Durchmesser, derart dass die Kappe 43 einen Luftspalt von 1 mm bis 3 mm zu dem Strömungssensor 41 aufweist.Furthermore, the flow sensor 41 comprises an air-permeable and spherical cap 43 made of Köpertressengewebe. The cap 43 is made of stainless steel. The cap 43 has a diameter such that the cap 43 has an air gap of 1 mm to 3 mm with respect to the flow sensor 41.
In einer nicht gezeigten Ausführung kann direkt stromabwärts, hinter der Filtereinheit 3 ist eine weitere Sensoreinheit in dem Luftkanal 5 angeordnet sein. Vorzugsweise weist die Sensoreinheit dabei einen Abstand von nicht mehr als 5 cm zur Filtereinheit 3 auf. Diese weitere Sensoreinheit kann identisch zu der Sensoreinheit 4 ausgebildet sein. D. h. die weitere Sensoreinheit kann einen Strömungssensor, der als im selbsterhitzenden Modus betriebenes PTC-Element ausgebildet ist, und einen Temperatursensor umfassen. Der Strömungssensor und der Temperatursensor können benachbart mit geringem Abstand von nicht mehr als 1 mm bis 10 mm voneinander angeordnet sein. Diese weitere Sensoreinheit kann elektronisch mittels einer Signalleitung mit der Auswerteelektronik 6 verbunden sein.In an embodiment which is not shown, a further sensor unit may be arranged in the air duct 5 directly downstream of the filter unit 3. The sensor unit preferably has a distance of not more than 5 cm from the filter unit 3. This further sensor unit may be identical to the sensor unit 4. Ie. the further sensor unit may comprise a flow sensor, which is designed as a self-heating mode operated PTC element, and a temperature sensor. The flow sensor and the temperature sensor can be adjacent with a small distance of not more than 1 mm to 10 mm be arranged from each other. This further sensor unit can be electronically connected to the evaluation electronics 6 by means of a signal line.
Die Auswerteelektronik 6 weist neben analogen und/oder digitalen Baugruppen, z. B. einer CPU1 zur Auswertung der Signale der Sensoreinheit 4 weiter auch eineThe transmitter 6 has in addition to analog and / or digital modules, eg. As a CPU 1 for evaluating the signals of the sensor unit 4 also a
Speichereinheit 62 und eine Anzeigeeinrichtung 61, die als LED ausgebildet ist, auf.Memory unit 62 and a display device 61, which is designed as an LED on.
Ferner ist die Auswerteelektronik 6 über eine Signalleitung 6s oder den Kraftfahrzeug-Bus mit einer Steuereinheit 10 der Klimaeinrichtung und/oder weiteren Komponenten der Kraftfahrzeugelektronik verbunden. Mittels der elektronische Kopplung von Auswerteelektronik 6 und Steuereinheit 10 der Klimaeinrichtung können vorteilhaft die Informationen, gewonnen mit der Sensoreinheit 4, zur optimierten Steuerung der Klimaeinrichtung weiterverwertet werden.Furthermore, the transmitter 6 is connected via a signal line 6s or the motor vehicle bus to a control unit 10 of the air conditioning device and / or other components of the motor vehicle electronics. By means of the electronic coupling of the evaluation electronics 6 and the control unit 10 of the air conditioning unit, the information obtained with the sensor unit 4 can advantageously be used for optimized control of the air conditioning unit.
Ferner ist die Dimensionierung der Sensoreinheit 4, wie in Figur 1 zu entnehmen ist, klein gegenüber dem Luftkanal 5 wobei die Sensoreinheit 4 ein Raumvolumen von weniger als 2 cm3 einnimmt.Further, the dimensioning of the sensor unit 4, as can be seen in Figure 1, small compared to the air duct 5 wherein the sensor unit 4 assumes a volume of less than 2 cm 3 .
Wichtig bei der Anordnung der Sensoreinheit 4 ist, dass diese Sensoreinheit, um eine optimale Funktion zu gewährleisten, im Sommer wie als auch im Winter nicht in direktem Kontakt mit den eventuell extremen Außentemperaturen stehen. Dies wird erreicht, indem die Sensoreinheit 4 durch Bauteile, wie Filtereinheit 3 und/oder eine oder mehrere Wärmetauschereinheiten, die als Verdampfer 7 und/oder Wärmetauscher 71 ausgebildet sind, abgepuffert angeordnet werden.Important in the arrangement of the sensor unit 4 is that this sensor unit, in order to ensure optimum function, in the summer as well as in winter are not in direct contact with the possibly extreme outside temperatures. This is achieved by the sensor unit 4 by components such as filter unit 3 and / or one or more heat exchanger units, which are formed as evaporator 7 and / or heat exchanger 71, arranged buffered.
Die Ermittlung des Beladungszustandes einer Klimatisierungseinrichtung 1 der Luftfiltereinrichtung in einer Klimaeinrichtung eines Kraftfahrzeuges, entsprechend der Figur 1 , erfolgt, wie im Folgenden erläutert wird:The determination of the loading state of an air conditioning device 1 of the air filter device in an air conditioning device of a motor vehicle, corresponding to FIG. 1, takes place, as will be explained below:
Zunächst werden Referenzwerte durch Auswerteelektronik 6 für eine unbeladene, d. h. unverbrauchte, Filtereinheit 3 ermittelt werden. Hierzu wird in der Klimatisierungseinrichtung 1 eine unbeladene Filtereinheit 3 bereitgestellt. An der Klimatisierungseinrichtung 1 werden eine oder mehrere vordefinierte Umgebungsbedingungen, insbesondere der Gebläseleistung der in dem Luftkanal 5 angeordneten Gebläseeinheit 2, eingestellt. Etwaige Klappen des Luftkanals 5 der Klimatisierungseinrichtung 1 werden in einer bestimmten Stellung eingestellt. Dann werden durch die Auswerteelektronik 6 gleichzeitig Signale des Strömungssensors 41 und des Temperatursensors 42 für verschiedene Temperaturen der Luft, welche die Sensoreinheit 4 umgibt, gemessen. Diese spezifizierenden Werte der Signale des Strömungssensors 41 werden als Referenzwerte für die verschiedenen Temperaturen der Luft entsprechend den Signalen des Temperatursensors 42 in der Speichereinheit 62 gespeichert. Die Ermittlung eines Datensatzes ist vorzugsweise bei jedem Wechsel der Filtereinheit 3 bei einem eventuellen Kraftfahrzeugservice in einer Werkstatt durchzuführen, sodass stets eine optimale Funktion der Klimatisierungseinrichtung 1 gewährleistet werden kann.First, reference values are determined by evaluation electronics 6 for an unloaded, ie unused, filter unit 3. For this purpose, an unloaded filter unit 3 is provided in the air-conditioning device 1. At the air conditioning device 1, one or more predefined environmental conditions, in particular the fan power in the air duct 5 arranged blower unit 2, set. Any flaps of the air duct 5 of the air conditioning device 1 are set in a certain position. Then, the evaluation electronics 6 simultaneously measure signals of the flow sensor 41 and the temperature sensor 42 for different temperatures of the air surrounding the sensor unit 4. These specifying values of the signals of the flow sensor 41 are stored as reference values for the various temperatures of the air corresponding to the signals of the temperature sensor 42 in the storage unit 62. The determination of a data set is preferably carried out at each change of the filter unit 3 in a possible motor vehicle service in a workshop, so that always an optimal function of the air conditioning device 1 can be ensured.
Zur Bestimmung des Beladungszustandes der Klimatisierungseinrichtung 1, werden die selben Umgebungsbedingungen wie bei der Ermittlung der Referenzwerte eingestellt, d. h. insbesondere die selbe Gebläseleistung und die etwaige selbe Einstellung der Klappen des Luftkanals 5. Anschließend wird das Signal des Strömungssensors 41 und Temperatursensors 42 zu einem Zeitpunkt ti gleichzeitig gemessen. Der Beladungszustand der Klimatisierungseinrichtung 1 wird durch eine Auswerteelektronik 6 basierend auf den gemessenen Signalen des Strömungssensors 41 und des Temperatursensors 42 zu dem Zeitpunkt ti mit in einer Speichereinheit 62 gespeicherten Referenzwerten bestimmt. Die Bestimmung des Beladungszustandes der Klimatisierungseinrichtung 1 kann kontinuierlich oder auf Anweisung, z. B. durch eine Kraftfahrzeugfahrer oder Werkstattmechaniker, erfolgen.For determining the loading state of the air-conditioning device 1, the same ambient conditions as in the determination of the reference values are set, i. H. In particular, the same blower power and the possible same setting of the flaps of the air duct 5. Subsequently, the signal of the flow sensor 41 and temperature sensor 42 is measured simultaneously at a time ti. The loading state of the air conditioning device 1 is determined by evaluation electronics 6 based on the measured signals of the flow sensor 41 and the temperature sensor 42 at the time ti with reference values stored in a memory unit 62. The determination of the loading state of the air conditioning device 1 can continuously or on instruction, for. B. by a motor vehicle driver or workshop mechanic done.
Anhand der Figuren 2a), 2b) und 3 wird das zugrundeliegende Verfahren zur Bestimmung des Beladungszustandes eines Partikelfilters näher erläutert.Based on the figures 2a), 2b) and 3, the underlying method for determining the loading state of a particulate filter is explained in detail.
Der Strömungssensor 41 ist ein PTC-Element, welches im selbsterhitzenden Modus betrieben wird. In Abhängigkeit einer an dem Strömungssensor 41 angelegtenThe flow sensor 41 is a PTC element operated in the self-heating mode. Depending on a voltage applied to the flow sensor 41
Spannung U heizt sich dieser auf seine Eigentemperatur TE auf. Wird dieser nun mit einer Temperatur der Luft Tu, die kleiner als 7E ist, angeströmt, so kühlt sich der Strömungssensor 41 zunächst ab. Durch den PTC-Effekt nimmt der Widerstand des Strömungssensors 41 ab, wodurch mehr Strom /ptc durch den Strömungssensor 41 fließt und sich der Strömungssensor 41 aufheizt. Durch den steilen Verlauf der für PTC-Elemente charakteristischen Widerstandskennlinie begrenzt sich der Strom /ptc selbst. Bei konstanter Spannung U stellt sich somit je nach Luftgeschwindigkeit ein charakteristischer Strom /ptc ein. Dieser Zusammenhang wird durch das King'sche Gesetz beschrieben:Voltage U heats up to its own temperature T E. If this is now at a temperature of the air Tu, which is less than 7 E , flows, the flow sensor 41 initially cools. Due to the PTC effect, the resistance of the flow sensor 41 decreases, as a result of which more current / p tc flows through the flow sensor 41 flows and the flow sensor 41 heats up. Due to the steep course of the characteristic curve characteristic for PTC elements, the current / ptc itself is limited. At constant voltage U, a characteristic current / ptc therefore sets in, depending on the air velocity. This relationship is described by King's Law:
Uptc ' lptc = (TE - Tu )-(a + bYv )Uptc 'lptc = (T E - T u ) - (a + bYv)
Bei dem King'sche Gesetz bezeichnen a, b und TE Materialkonstanten. Mit v wird die Strömungsgeschwindigkeit der Luft bezeichnet. Diese Konstanten a, b und TE können im Labor mit Hilfe eines Trockenschranks oder einer Heizplatte bei fester Spannung U, mit und ohne Strömung der Luft v, sowie verschiedenen Temperaturen der Luft Tu experimentell durch Messung des Stroms /ptc bestimmt werden. Vorteilhaft werden zunächst für v = 0 bei fester Spannung U in Abhängigkeit der Temperaturen der Luft Tu die Konstanten a und TE mittels eines linearen Fits bestimmt. Sodann wird durch eine einzige Messung des Stroms /ptc für eine feste Geschwindigkeit v > 0 der Luft und eine Temperatur der Luft Tu bei der selben Spannung U die Konstante b bestimmt.In King's Law, a, b and TE denote material constants. V denotes the flow velocity of the air. These constants a, b and T E can be determined experimentally by measuring the current / ptc in the laboratory with the aid of a drying cabinet or a hot plate at a fixed voltage U, with and without flow of the air v and various temperatures of the air Tu. Advantageously, the constants a and T E are initially determined for v = 0 at a fixed voltage U as a function of the temperatures of the air Tu by means of a linear fit. Then, by a single measurement of the current / ptc for a fixed speed v> 0 of the air and a temperature of the air Tu at the same voltage U, the constant b is determined.
Mit Änderung der Strömungsgeschwindigkeit v erwartet man nach dem King'schen Gesetz eine wurzeiförmige Änderung des Stromes /ptc durch den PTC-Effekt. Gemessen wird diese Änderung in Form der Spannung L/γ mittels einer einfachen Spannungsteilerschaltung mit einem Ohmschen Widerstand Rs entsprechend den Figuren 2a) und 2b). Allgemein gilt, dass die Spannung am PTC-Element Upιc mit der Spannung am Ohmschen Widerstand Rs die Spannung U ergibt. Abhängig davon, an welcher Stelle sich das PTC-Element befindet, erhält man als Teilerspannung folgende Messwerte in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit v:With a change of the flow velocity v, according to King's law, a root-shaped change of the current / ptc by the PTC effect is expected. This change is measured in the form of the voltage L / γ by means of a simple voltage divider circuit with an ohmic resistance Rs according to FIGS. 2a) and 2b). In general, the voltage at the PTC element U p ι c with the voltage at the ohmic resistance Rs results in the voltage U. Depending on where the PTC element is located, the following measured values are obtained as a divider voltage as a function of the flow velocity v:
entsprechend Figur 2a): u; corresponding to FIG. 2a): u;
entsprechend Figur 2b):according to FIG. 2b):
Figur 3 zeigt einen Graphen einer Messung des Signals des Strömungssensors nach der ersten und nach der zweiten Ausführungsform entsprechend Schaltpläne der Figuren 2a) und 2b) in Abhängigkeit der Strömungsgeschwindigkeit der Luft v.FIG. 3 shows a graph of a measurement of the signal of the flow sensor according to the first and the second embodiment corresponding to circuit diagrams of FIGS. 2a) and 2b) as a function of the flow velocity of the air v.
Hierbei ist die gemessene Spannung in V und die Strömungsgeschwindigkeit der Luft v in m/s angegeben.Here, the measured voltage is given in V and the flow velocity of the air v in m / s.
Anhand von Figur 3 ist die Bedeutung der wurzeiförmigen Abhängigkeit erkennbar. Bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten der Luft v bewirken kleine Änderungen der Strömungsgeschwindigkeiten v nur kleine Änderungen des Sensorsignals Lh.With reference to Figure 3, the importance of the wurzelförmige dependence can be seen. At high flow velocities of the air v small changes in the flow velocities V cause only small changes in the sensor signal Lh.
Um die Strömungsgeschwindigkeit der Luft v und somit den Volumenstrom exakt zu bestimmen, muss wie oben beschrieben vorgegangen werden, d. h. die Konstanten a, b und TE werden mit einer unbeladenen Filtereinheit 3 bzw.In order to determine the flow velocity of the air v and thus the volume flow exactly, it is necessary to proceed as described above, d. H. the constants a, b and TE are with an unloaded filter unit 3 and
Klimatisierungseinrichtung 1 bestimmt. Für die Bestimmung des Beladungszustandes ist es jedoch ausreichend, ein Maß für die Änderung bzw. Abnahme des Volumenstroms der Luft über die Standzeit, oder auch Betriebszeit, zu bestimmen. Hier wird der Volumenstrom bzw. die Strömungsgeschwindigkeit der Luft v in einem festen Betriebszustand der Klimatisierungseinrichtung 1 , d. h. bei festenAir conditioning device 1 determined. For the determination of the load condition, however, it is sufficient to determine a measure of the change or decrease in the volume flow of the air over the service life, or even operating time. Here, the volume flow or the flow velocity of the air v in a fixed operating state of the air conditioning device 1, d. H. at fixed
Umgebungsbedingungen, gemessen. Daher finden alle Messungen mit der selben Gebläseeinstellung der Gebläseeinheit 2 und den selben Einstellungen für etwaige Klappen der Klimatisierungseinrichtung 1 statt. Der Strömungssensor 41 wird durch Einstellung einer konstanten Betriebsspannung U in den selbsterhitzenden Modus gebracht und der Spannungsabfall über dem PTC-Element, d. h. das Signal des Strömungssensors 41 , wird als Startwert gespeichert. Für diese Einstellung muss nun noch die Temperaturabhängigkeit für den späteren Temperaturbereich der Anwendung ermittelt werden. Die Temperaturkalibrierung der Sensoreinheit 41 , die bei gleicher Strömungsgeschwindigkeit v erfolgt, kann z. B. in einem Labor vorgenommen werden. Die Sensoreinheit 4 werden hierzu benachbart in einem Luftkanal angeordnet. Der Strömungssensor 41 wird mit einer konstanten Spannung, von vorzugsweise 12 V, betrieben. Bei konstant gewählten Volumenstrom, der dem gewählten Betriebszustand der Klimaeinrichtung entspricht, werden nun der Spannungsabfall als Signal des Strömungssensors 41 über dem PTC-Element gemessen entsprechend dem Schaltplan der Figur 2a). Das Signal des Temperatursensors 42, der z.B. mit einem NTC-Element realisiert ist, wird mit dem selben Prinzip gemessen. Mit Hilfe der charakteristischen Kennlinie des NTC- Elmentes lässt sich aus dem Signal des Temperatursensors 42 die Temperatur der Luft, welche die Sensoreinheit 4 umgibt, bestimmen.Environmental conditions, measured. Therefore, all measurements take place with the same blower setting of the blower unit 2 and the same settings for any flaps of the air conditioning device 1. The flow sensor 41 is through Setting a constant operating voltage U placed in the self-heating mode and the voltage drop across the PTC element, ie the signal of the flow sensor 41 is stored as a starting value. For this setting, the temperature dependency for the later temperature range of the application must now be determined. The temperature calibration of the sensor unit 41, which takes place at the same flow velocity v, z. B. be made in a laboratory. The sensor unit 4 are arranged adjacent thereto in an air duct. The flow sensor 41 is operated at a constant voltage, preferably 12V. At a constant selected volume flow, which corresponds to the selected operating state of the air conditioning device, the voltage drop is now measured as a signal of the flow sensor 41 above the PTC element according to the circuit diagram of Figure 2a). The signal of the temperature sensor 42, which is realized for example with an NTC element, is measured with the same principle. With the help of the characteristic curve of the NTC element, the temperature of the air surrounding the sensor unit 4 can be determined from the signal of the temperature sensor 42.
Auf Grund der Tatsache, dass sich die größten Änderungen im Signal des Strömungssensors 41 bei kleinen Strömungsgeschwindigkeiten der Luft v ergeben, sich jedoch ein stationärer Zustand der Klimatisierungseinrichtung am besten bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten der Luft v einstellt, ist es vorteilhaft, durch eine luftdurchlässige Kappe 43 die Strömungsgeschwindigkeit der Luft v so stark zu reduzieren, so dass die Messung in den steil ansteigenden Bereich des Messsignals, wie in Figur 3 ersichtlich, gelangt, d. h. bei einer Luftgeschwindigkeit von ca. 4 m/s wird man die Strömungsgeschwindigkeit der Luft v an dem Strömungssensor 41 reduzieren auf 0,5 m/s. Alternative kann die Positionierung der Sensoreinheit 4 in einem einzelnen Nebenluftkanal vorgesehen sein, wobei durch eine regelbare Klappe die Strömungsgeschwindigkeit der Luft v derart reduziert werden kann, dass an der Sensoreinheit 4 eine Strömungsgeschwindigkeit der Luft v von maximal 0,5 m/s auftritt.Due to the fact that the largest changes in the signal of the flow sensor 41 result in small flow velocities of the air v, but a stationary state of the air conditioning device is best adjusted at high flow velocities of the air v, it is advantageous by an air-permeable cap 43 the To reduce flow velocity of the air v so strong that the measurement in the steeply rising portion of the measurement signal, as shown in Figure 3, passes, d. H. at an air velocity of about 4 m / s, the flow velocity of the air v at the flow sensor 41 will be reduced to 0.5 m / s. Alternatively, the positioning of the sensor unit 4 may be provided in a single secondary air duct, whereby the flow velocity of the air v can be reduced by a controllable flap such that a flow velocity of the air v of at most 0.5 m / s occurs at the sensor unit 4.
Im weiteren Ausführungsbeispiel wird ein PTC-Element mit folgenden Eigenschaften verwendet: R0 (Tu = 200C) = 50 Ohm, Betriebsspannung U = 12 V, fti2v(7"u = 20°C) = 180 Ohm.In the further embodiment, a PTC element with the following properties is used: R 0 (Tu = 20 0 C) = 50 ohms, operating voltage U = 12V, fti2v (7 " u = 20 ° C) = 180 ohms.
Diese Sensoreinheit 4 wurde in einer W164-Klimaanlage in einem Ausströmer, der an dem Luftkanal 5 vorgesehen ist und in den Fußraum abzweigt, angebracht, d.h. hinter der Wärmetauschereinheit 7, die als Verdampfer ausgebildet ist. Das PTC-Element wurde mit einem Widerstand von Rs = 56 Ohm in Reihe geschaltet, wobei das Messsignal Uj(v) entsprechende der Schaltung aus Figur 2b) abgegriffen wird.This sensor unit 4 was mounted in a W164 air conditioner in a vent provided on the air duct 5 and branching into the footwell, i. behind the heat exchanger unit 7, which is designed as an evaporator. The PTC element was connected in series with a resistance of Rs = 56 ohm, tapping the measurement signal Uj (v) corresponding to the circuit of Figure 2b).
Gleichzeitig wurden noch zwei weitere Sensoreinheiten direkt hinter der Filtereinheit 3 in deren Mitte und in deren Ecke angebracht. Eine vierte Sensoreinheit wurde in dem Luftkanal direkt hinter der Gebläseeinheit 2 positioniert. In Figur 4 sind für verschiedene Gebläseleistungen, von 0% - 80% in Schritten von 10%, der Gebläseeinheit 2 die Signale der Strömungssensoren in V dargestellt. Mit Ausnahme des Strömungssensors in der Filterecke ergibt sich für alle das erwartete Signal in Abhängigkeit von der Gebläseleistung.At the same time two more sensor units were mounted directly behind the filter unit 3 in the center and in the corner. A fourth sensor unit was positioned in the air duct directly behind the blower unit 2. FIG. 4 shows the signals of the flow sensors in V for different blower outputs, from 0% to 80% in steps of 10%, of the blower unit 2. With the exception of the flow sensor in the filter corner results for all the expected signal as a function of the fan power.
Bei einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit der Luft v (60% Gebläseleistung) wurde der Wert von Uτ für verschiedene Temperaturen gemessen. Das Ergebnis ist in Figur 5 dargestellt. Man sieht die lineare Abhängigkeit von Die lineare Regression führt zu folgendem Ergebnis:At a constant flow rate of air v (60% blower power), the value of U τ was measured for different temperatures. The result is shown in FIG. One sees the linear dependence of The linear regression leads to the following result:
Uτ,6o%(ru) = 10,1 - 0,13 TuUτ, 6o% (ru) = 10.1 - 0.13 Tu
In Figur 5 wird dieser Zusammenhang durch die Ausgleichsgerade oder Regressionsgerade, deren genau zwei Parameter in der Auswerteelektronik 6 gespeichert werden können.In FIG. 5, this relationship is represented by the equalization line or regression line, of which exactly two parameters can be stored in the evaluation electronics 6.
Ferner wird in Figur 5 das um die Umgebungstemperatur korrigierte Spannungssignal, das eine wurzeiförmige Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit der Luft v aufweist, dargestellt. Dieses um die Umgebungstemperatur korrigiertes Spannungssignal des Strömungssensors erhält man durch folgende Rechnung:Furthermore, in FIG. 5, the voltage signal corrected for the ambient temperature, which is a root-shaped dependency on the Flow velocity of the air v has shown. This corrected to the ambient temperature voltage signal of the flow sensor is obtained by the following calculation:
10,1 - 0.13 -τ u10.1 - 0.13 -τ u
Mit dieser Positionierung der Sensoreinheiten wurde nun bei einer Gebläseeinstellung von 80% die Anströmfläche der Filtereinheit 3 nach und nach abgedeckt, um ein Zusetzen der Filtereinheit 3 und eine Abnahme des Volumenstromes zu simulieren. Dabei wurden anfänglich bei 1/4 Abdeckung verschiedene Stellen der Filtereinheit 3 abgedeckt, um so eine ungleichmäßige Beladung der Filtereinheit 3 darzustellen. Das Ergebnis dieses Versuches ist in Figur 6 dargestellt. Es ist klar zuerkennen, dass hinsichtlich der Abdeckung und der Gebläseleistung der Gebläseeinheit 2 nur die Sensoreinheiten, die in dem Luftkanal 5 hinter der Gebläseeinheit 2 und in dem Ausströmer des Luftkanals 5 positioniert sind, ein eindeutiges und mit der Luftmenge korrelierendes Signal liefern. Die Sensoreinheiten direkt an der Filtereinheit 3 liefern für unterschiedliche Abdeckungen unterschiedliche Signale, die nicht immer mit der Reduzierung der Luftmenge direkt korrelieren. Die Sensoreinheit, die in dem Luftkanal 5 hinter der Gebläseeinheit 2 positioniert ist, liefert bei 95%iger Abdeckung, d.h. bei extrem hoher Beladung der Filtereinheit 3, bei weiterer Reduzierung der Luftmenge kein reproduzierbares Signal mehr. Die einzige Sensoreinheit, die über den gesamten Verlauf des Versuches ein reproduzierbares Signal liefert, ist die, die im Ausströmer für den Fußraum positioniert ist. Dieses Ergebnis spricht dafür, dass der Strömungssensor 4 möglichst weit entfernt von der Filtereinheit 3 und der Gebläseeinheit 2 positioniert sein sollte, um Strömungseinflüsse durch ungleichmäßige Beladungen der Klimatisierungseinrichtung 1 zu minimieren. Die Wirkung des Verdampfers 7 als Strömungsgleichtrichter hat hier zu einem entsprechenden Ergebnis geführt. Mit dieser Anordnung der Sensoreinheiten wurde nun ein Beladungsversuch durchgeführt. Hierzu wurde die Gebläseeinheit 2 mit 60% der maximalen Gebläseleistung, oder auch Luftmenge, eingestellt und in einem Strömungskanal mit einem Test-Staub beaufschlagt. Der Test-Staub bestand aus folgenden Komponenten:With this positioning of the sensor units, the inflow surface of the filter unit 3 was now gradually covered with a blower setting of 80% in order to simulate clogging of the filter unit 3 and a decrease in the volume flow. In this case, different parts of the filter unit 3 were initially covered with 1/4 coverage, so as to represent an uneven loading of the filter unit 3. The result of this experiment is shown in FIG. It will be clearly understood that, with respect to the coverage and blower performance of the blower unit 2, only the sensor units positioned in the air duct 5 behind the blower unit 2 and in the air duct 5 vent provide a unique signal correlating with the amount of air. The sensor units directly on the filter unit 3 provide different signals for different covers, which do not always correlate directly with the reduction in the amount of air. The sensor unit, which is positioned in the air duct 5 behind the blower unit 2, provides at 95% coverage, ie at extremely high loading of the filter unit 3, with further reduction of the amount of air no reproducible signal more. The only sensor unit that provides a reproducible signal over the entire course of the experiment is the one positioned in the footwell vent. This result indicates that the flow sensor 4 should be positioned as far away as possible from the filter unit 3 and the blower unit 2 in order to minimize flow influences due to non-uniform loads of the air conditioning device 1. The effect of the evaporator 7 as a flow straightener has led here to a corresponding result. With this arrangement of the sensor units, a loading test has now been carried out. For this purpose, the blower unit 2 was set at 60% of the maximum blower output, or air quantity, and subjected to a test dust in a flow duct. The test dust consisted of the following components:
72% JIS Class 8 (ein Staub auf Basis eines Tonminerals),72% JIS Class 8 (a dust based on a clay mineral),
23% JIS Class 12, (ein Staub auf Basis eines Rußes),23% JIS Class 12, (a dust based on soot),
5% Baumwollfasern.5% cotton fibers.
Die exakte Zusammensetzung der Stäube JIS Class 8 und 12 kann dem Standard JIS Z8901 (Japanese Industrial Standard) entnommen werden.The exact composition of JIS Class 8 and 12 dusts can be found in the JIS Z8901 standard (Japanese Industrial Standard).
Das Ergebnis dieser Beladung über einen Zeitraum ist in Figur 7 dargestellt. Es wurden zwei Beladungen durchgeführt, d.h. zwei Kolben mit Test-Staub auf die Filtereinheit 3 geladen. Man erkennt während des ersten Beladungszyklus eine starke Änderung bei den beiden Signalen der Sensoreinheiten an der Filtereinheit 3, die auf eine ungleichmäßige Beladung zurückzuführen ist. Der Gesamtvolumenstrom ändert sich hier jedoch nicht, wie man dem Signal der beiden anderen Sensoreneinheiten (Fig. 7 im Luftkanal hinter der Gebläseeinheit, im Ausströmer zum Fußraum) entnehmen kann. Bei fortschreitender Beladung der Filtereinheit 3 (2. Beladung) nimmt der Volumenstrom schließlich kontinuierlich ab, jedoch fluktuieren die Signale der Sensoreinheiten für die Sensoreinheit direkt am Filter. Eine eindeutige Zuordnung zur Abnahme ist jedoch nur mit den beiden Sensoreneinheiten 4 im Luftkanal 5 und im Ausströmer in den Fußraum möglich. Aus der Abnahme des Messsignals dieser beiden Sensoreinheiten lässt sich eindeutig auf den Beladungszustand der Filtereinheit 3 schließen.The result of this loading over a period of time is shown in FIG. Two loadings were performed, i. two pistons loaded with test dust on the filter unit 3. It can be seen during the first loading cycle, a strong change in the two signals of the sensor units on the filter unit 3, which is due to an uneven loading. However, the total volume flow does not change here, as can be seen from the signal of the two other sensor units (FIG. 7 in the air duct behind the blower unit, in the outflow to the footwell). As the loading of the filter unit 3 (2nd loading) progresses, the volume flow finally decreases continuously, but the signals of the sensor unit sensor units fluctuate directly at the filter. However, a clear assignment to the decrease is possible only with the two sensor units 4 in the air duct 5 and in the vent in the footwell. The decrease in the measurement signal of these two sensor units makes it possible to clearly conclude the loading state of the filter unit 3.
Allerdings ermöglicht die optionale und nicht gezeigte weitere Sensoreinheit direkt oder nahe an der Filtereineinheit 3 bei kontinuierlicher Auswertung durch dieHowever, the optional and not shown further sensor unit allows directly or close to the filter unit 3 in continuous evaluation by the
Auswerteelektronik 6, das Erkennen der Fluktuation des Signals der Sensoreinheit und somit kann eine verbrauchte oder überbeladene Filtereinheit 3 erkannt werden. Eine weitere Sensoreinheit kann außerdem das Erkennen einer „halb vollen" oder „halb beladenen" Filtereinheit 3 anhand des nicht mehr monoton fallenden Signals der weiteren Sensoreinheit erkennen, d.h. eine Art erste Beladung der Filtereinheit 3 kann erkannt werden.Evaluation electronics 6, detecting the fluctuation of the signal of the sensor unit and thus a spent or overloaded filter unit 3 can be detected. Another sensor unit may also detect a "half full" or "half loaded "filter unit 3 on the basis of the no longer monotonically falling signal of the other sensor unit recognize, ie, a kind of first loading of the filter unit 3 can be detected.
Vorversuche an einem Verdampfer 7 aus gelöteten Aluminiumstrukturen mit einem Volumen von 2,6 I, haben gezeigt, dass sich bei einer Beladung mit bis zu 80 g Wasser kaum ein nennenswerter Druckabfallanstieg einstellt. In Ländern mit extrem hoher Luftfeuchtigkeit kann es trotzdem vorkommen, dass sich bis zu 200 g an Wasser in den Lamellen des Verdampfers 7 sammeln und es dabei zu einem Druckabfallanstieg von 5% - 10% gegenüber dem trockenen Zustand ergibt. Dies kann ebenfalls auf den Gesamtvolumenstrom, der mit Hilfe des Strömungssensors 4 hinter dem Verdampfer 7 gemessen wird, einen Einfluss haben, d.h. dies kann zu einer Reduzierung des Volumenstromes führen. Um auszuschließen, dass ein extrem mit Wasser beladener Verdampfer das Messergebnis des Strömungssensors 4 verfälscht, muss ein definierter Betriebszustand gewählt werden, bei dem eine bestimmte maximale Wassermenge auf der Oberfläche des Verdampfers 7 kondensiert sein darf. Dieser Betriebszustand muss an der Klimaeinrichtung zuvor empirisch ermittelt werden. Beispielsweise kann eine längere Stillstandzeit (parken über Nacht oder für mehr als 2 Stunde) genutzt werden. In einer längeren Stillstandzeit kann das Wasser aus dem Verdampfer 7 ablaufen. Bei Start der Klimaeinrichtung muss ein Kompressor der Klimaeinrichtung so lange ausgeschaltet bleiben, bis die Überprüfung des Volumenstromes mit Hilfe des Strömungssensors 4 erfolgt ist.Preliminary tests on an evaporator 7 made of brazed aluminum structures with a volume of 2.6 I, have shown that when loaded with up to 80 g of water barely a significant pressure drop increase sets. Nevertheless, in countries with extremely high humidity, it may happen that up to 200 g of water collect in the fins of the evaporator 7, resulting in a 5% -10% pressure drop increase from the dry state. This may also have an effect on the total volume flow measured by means of the flow sensor 4 downstream of the evaporator 7, i. This can lead to a reduction of the volume flow. To rule out that an extremely water-laden evaporator falsifies the measurement result of the flow sensor 4, a defined operating state must be selected in which a certain maximum amount of water may be condensed on the surface of the evaporator 7. This operating condition must first be determined empirically at the air conditioning unit. For example, a longer downtime (parking overnight or for more than 2 hours) can be used. In a longer downtime, the water can drain from the evaporator 7. When the air conditioning device starts, a compressor of the air conditioning device must remain switched off until the volume flow has been checked by means of the flow sensor 4.
Im folgenden wird näher erörtert wie eine vorteilhafte Erhöhung der Änderung des Signals der Sensoreinheit erzielt werden kann.In the following it is discussed in more detail how an advantageous increase of the change of the signal of the sensor unit can be achieved.
Um eine deutlich größere Änderung des Signals der Sensoreinheit 4 zu erhalten, wurde der Strömungssensor 41 aus dem obigen Beispiel mit einer Kappe 43 aus einem Köpertressengewebe aus Edelstahl versehen. Dieses Köpertressengewebe hatte eine Öffnungsweite von 70 μm. Der Signalausgang bei 90% Gebläseleistung der Gebläseeinheit 2 wurde dadurch von 7,2 V auf 5 V reduziert, wodurch man sich nun in dem Bereich des Signals des Strömungssensors bewegt, bei dem kleine Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit der Luft v größere Änderungen im Signalausgang bewirken als bei einer Sensoreinheit, die keine Kappe aufweist. Mit dieser Kappe 43 wurde nun ein erneuter Stufentest von 50% bis 90% Gebläseleistung der Gebläseeinheit 2 durchgeführt. Das Ergebnis ist in Figur 8 dargestellt. Aufgetragen ist die Änderung des Signals der Sensoreinheit über der Gebläseleistung. Die Änderung des Ausgangssignals konnte durch diese Kappe bei Änderung der Gebläseeinstellung von 50% auf 90% etwa verdoppelt werden.In order to obtain a significantly larger change in the signal of the sensor unit 4, the flow sensor 41 in the above example was provided with a cap 43 made of a stainless steel basket knit fabric. This Köpertressengewebe had an opening width of 70 microns. The signal output at 90% blower power of the blower unit 2 was thereby reduced from 7.2 V to 5 V, resulting in one now moved in the region of the signal of the flow sensor, in which small changes in the flow velocity of the air v cause greater changes in the signal output than in a sensor unit having no cap. With this cap 43, a new stage test of 50% to 90% blower output of the blower unit 2 has now been carried out. The result is shown in FIG. Plotted is the change of the signal of the sensor unit above the blower power. The change in the output signal could be approximately doubled by this cap when changing the fan setting from 50% to 90%.
Es wurde ein weitere Beladungsversuch durchgeführt, diesmal mit einer Sensoreinheit in der Filtermitte, mit zwei Sensoreinheiten in einem großen Ausströmer für ein Cockpit eines Kraftfahrzeuges, wobei eine der beiden Sensoreinheiten mit einer Kappe 43 aus einem Köpertressengewebe versehen war, und die andere der beiden Sensoreinheit in einem kleinen Ausströmer angeordnet war, aus dem durch eine vorgegebene Einstellung einer Klappe in dem Nebenluftkanal nur ein geringer Luftstrom strömt. Zur Beladung wurde die Gebläseeinheit auf 60% ihrer maximalen Gebläseleistung gestellt. Während der Beladung wurde parallel, d. h. gleichzeitig, der Druckabfall über der Filtereinheit 3 aufgezeichnet. Das Ergebnis ist in Figur 8 dargestellt. Die größte Änderung des Signals des Strömungssensors erhält man wieder für die Sensoreinheit in der Mitte der Filtereinheit 3. Einen ähnlich deutlichen Effekt erhält man jedoch auch bei der Sensoreinheit, die in dem kleinen Ausströmer positioniert war, der über eine Klappe nur einen geringen Teilluftstrom durchlässt. Einen ebenfalls deutlichen Effekt erhält man bei der Sensoreinheit in dem großen Ausströmer, der mit einer Kappe 43 versehen war. Wie bei dem Beladungsversuch, dessen Ergebnis in Figur 7 dargestellt ist, zeigt die Sensoreinheit in dem großen Ausströmer eine eindeutige Änderung des Signals des Strömungssensors, die jedoch deutlich schwächer ausfällt als bei den ersten drei Sensoreinheiten. Das Signal für die Sensoreinheit direkt in der Mitte der Filtereinheit 3 nimmt auf das Ende der Beladung hin wieder zu. Hier verändern sich stark die Strömungsverhältnisse in der Klimatisierungseinrichtung 1. Hätte man die Beladung weiter fortgesetzt, so hätte man eine ähnliche Fluktuation des Messsignals über die Zeit erhalten, wie sie im ersten Beladungsversuch auch schon beobachtet wurde und aus Figur 7 zu entnehmen ist. Diese Messung hat folgende wesentliche Ergebnisse gebracht:It was carried out another loading attempt, this time with a sensor unit in the filter center, with two sensor units in a large vent for a cockpit of a motor vehicle, wherein one of the two sensor units was provided with a cap 43 made of a Köpertressengewebe, and the other of the two sensor unit a small air vent was arranged, from which flows through a predetermined adjustment of a flap in the secondary air duct only a small air flow. For loading, the blower unit was set at 60% of its maximum blower output. During loading, the pressure drop across the filter unit 3 was recorded in parallel, ie at the same time. The result is shown in FIG. The largest change of the signal of the flow sensor is obtained again for the sensor unit in the middle of the filter unit 3. However, a similar clear effect is also obtained in the sensor unit, which was positioned in the small vent, which only lets through a small part air flow through a flap. A likewise significant effect is obtained in the sensor unit in the large vent, which was provided with a cap 43. As in the loading test, the result of which is shown in FIG. 7, the sensor unit in the large vent shows a clear change in the signal of the flow sensor, which, however, is much weaker than in the first three sensor units. The signal for the sensor unit directly in the middle of the filter unit 3 increases again towards the end of the loading. Here, the flow conditions in the air-conditioning device 1 are greatly changed. If the loading had been continued, a similar fluctuation of the measuring signal over time would have been obtained, as in the prior art first loading attempt has also been observed and can be seen from Figure 7. This measurement has produced the following significant results:
Sowohl eine Kappe aus einem Köpertressengewebe als auch die Reduzierung des Volumenstroms in dem Luftkanal, in dem die Sensoreinheit angeordnet ist, bewirkt eine deutliche Änderung des Signals des Strömungssensors, die mit dem Volumenstrom, dem Druckabfall über der Filtereinheit 3 und somit mit dem Beladungszustand der Klimatisierungseinrichtung 1 korreliert.Both a cap of a Köpertressengewebe and the reduction of the volume flow in the air duct in which the sensor unit is arranged, causes a significant change in the signal of the flow sensor, with the volume flow, the pressure drop across the filter unit 3 and thus with the loading condition of the air conditioning 1 correlates.
Eine Sensoreinheit die in der Mitte der Klimatisierungseinrichtung 3 angeordnet ist, liefert nur im ersten Teil der Beladung eine eindeutige Änderung des Signals des Strömungssensors.A sensor unit which is arranged in the center of the air conditioning device 3, provides only in the first part of the load a clear change of the signal of the flow sensor.
Die Änderung des Signals des Strömungssensors 41 mit Kappe 43 ergibt bei einem Druckabfallanstieg von rund 200 Pa eine Reduzierung der Gebläseleistung von 60% auf 54%. Dies entspricht einer Reduzierung um 10%, welche vom Klimaanlagenhersteller bereits als bedenklich eingestuft wird. Im weiteren Verlauf reduziert sich die Gebläseleistung auf 48%, also insgesamt um 20%. Diese Änderung wird durch die Sensoreinheit direkt hinter der Filtereinheit 3 nicht mehr erfasst.The change in the signal of the flow sensor 41 with cap 43 results in a reduction of the fan power from 60% to 54% with a pressure drop increase of around 200 Pa. This corresponds to a reduction of 10%, which is already classified as a concern by the air conditioning manufacturer. In the further course, the blower output is reduced to 48%, ie a total of 20%. This change is no longer detected by the sensor unit directly behind the filter unit 3.
Die Umrechnung des Signals des Strömungssensors, der in dem kleinen Ausströmer positioniert war, in die Luftmenge ist zusammen mit dem Druckabfallanstieg in Figur 10 dargestellt.The conversion of the signal of the flow sensor, which was positioned in the small vent, into the air quantity is shown together with the pressure drop increase in FIG.
Da die Sensoreinheit aus dem PTC-Element, als Strömungssensor, und dem NTC- Element, als Temperatursensor die Luftmenge der Klimaeinrichtung in einem definierten Betriebszustand überwacht, wird nicht nur das Zusetzen bzw. Beladen der Filtereinheit 3, sondern auch ein mögliches Verschmutzen, Versotten und Zusetzen von Wärmetauschern und/oder Verdampfern detektiert. Sollte nach einem Wechsel der Filtereinheit 3 das Signal der Sensoreinheit nicht wieder auf seinen ursprünglichen Wert zurückkehren, d. h. zumindest nahe an den ursprünglichen Wert, so kann dies ein Hinweis auf einen verschmutzten von Verdampfer und/oder Kondensator sein.Since the sensor unit from the PTC element, as a flow sensor, and the NTC element, as a temperature sensor monitors the air amount of the air conditioning in a defined operating state, not only the clogging or loading of the filter unit 3, but also a possible fouling, and moth Clogging of heat exchangers and / or evaporators detected. If after a change of the filter unit 3, the signal of the sensor unit does not return to his original value, ie at least close to the original value, this may be an indication of a polluted by evaporator and / or condenser.
Insgesamt stellt die erfindungsgemäße Klimatisierungseinrichtung somit einen extrem vereinfachten Strömungswächter dar.Overall, the air conditioning device according to the invention thus represents an extremely simplified flow monitor.
Somit kann die erfindungsgemäße Klimatisierungseinrichtung 1 zusätzlich zur Diagnose des Verschmutzungsgrades der gesamten Klimaeinrichtung, insbesondere des Wärmetauschers und/oder Verdampfers genutzt werden. Hierzu kann das Signal des Strömungssensors ohne verbaute Filtereinheit 3 erfasst werden, welches bei jedem Service in der Werkstatt erneut gemessen werden kann. Ist bereits hier eine Änderung des Signals des Strömungssensors zu beobachten, ergibt sich ein Hinweis darauf, dass die Klimaeinrichtung gereinigt werden sollte. Geruchsbelästigungen aufgrund von Langzeitverschmutzungen können damit vermieden werden.Thus, the air conditioning device 1 according to the invention can be used in addition to the diagnosis of the degree of contamination of the entire air conditioning device, in particular the heat exchanger and / or evaporator. For this purpose, the signal of the flow sensor without built-filter unit 3 can be detected, which can be measured again at each service in the workshop. If a change in the signal of the flow sensor is already observed here, there is an indication that the air conditioning system should be cleaned. Odor nuisance due to long-term contamination can thus be avoided.
Bei einer nicht gezeigten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mittels linearer Regression die Referenzwerte ermittelt, welche ein Signal des Strömungssensors in Abhängigkeit von einem Signal des Temperatursensors bei einem Referenz-Beladungszustand spezifizieren. Bei dieser Auswertung werden durch lineare Regression Parameter einer Regressionsgeraden ermitteltet. Die Parameter werden sodann in der Speichereinheit gespeichert. Vorteilhaft ist, dass nur genau zwei Parameter zur Beschreibung der Referenzwerte des Strömungssensors für die verschiedenen Temperaturen der Luft gespeichert werden müssen. Ferner werden mittels der linearen Regression Messfehler geglättet.In a non-illustrated embodiment of the method according to the invention, the reference values are determined by means of linear regression, which specify a signal of the flow sensor in response to a signal of the temperature sensor at a reference loading state. In this evaluation, parameters of a regression line are determined by linear regression. The parameters are then stored in the memory unit. It is advantageous that only exactly two parameters for describing the reference values of the flow sensor for the different temperatures of the air must be stored. Furthermore, by means of the linear regression, measurement errors are smoothed.
Bei einer nicht gezeigten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Referenzwert bestimmt, der dem Signal des Strömungssensors zum Zeitpunkt ti zugeordnet ist. Die Zuordnung erfolgt durch die Auswerteelektronik mittels des Signals des Temperatursensors und den für die verschiedenen Temperaturen der Luft ein oder mehreren gespeicherte Referenzwerten. Hierbei wird als Referenzwert zugeordnet dem Signal des Strömungssensors zum Zeitpunkt t-i, derjenige gespeicherte Referenzwert auswählt, dessen Temperatur der Luft am wenigsten von der Temperatur der Luft zum Zeitpunkt ti abweicht. Vorteilhaft ist hier bei die besonders einfach Bestimmung des Referenzwertes zum Zeitpunkt tι. Weiter ist es auch möglich, dass der Referenzwert, der dem Signal des Strömungssensors zum Zeitpunkt ti zugeordnet ist, durch Interpolation der gespeicherten Referenzwerte bestimmt wird. Hierdurch wird eine besonders genau Abschätzung des Referenzwertes des Strömungssensors zum Zeitpunkt ti auf einfache Weise ermöglicht. Weiter ist es auch möglich, dass ein Referenzwert zugeordnet dem Signal des Strömungssensors zum Zeitpunkt ti durch die Regressionsgerade unter Verwendung der zugehörigen zuvor gespeicherten Parameter bestimmt wird. Wie oben bereits erwähnt, ist bei diesem Verfahren vorteilhaft, dass Messfehler geglättet werden. Zusätzlich ergibt sich vorteilhaft eine sehr einfache und schnell durchführbare Bestimmung des Referenzwertes. In an embodiment, not shown, of the method according to the invention, a reference value is determined, which is assigned to the signal of the flow sensor at time ti. The assignment is made by the evaluation by means of the signal of the temperature sensor and the one or more stored reference values for the different temperatures of the air. Here, as a reference value associated with the signal of the flow sensor at time ti, which selects that stored reference value whose temperature of the air deviates at least from the temperature of the air at time ti. It is advantageous here in the particularly simple determination of the reference value at the time tι. Furthermore, it is also possible for the reference value, which is assigned to the signal of the flow sensor at the time ti, to be determined by interpolation of the stored reference values. This allows a particularly accurate estimation of the reference value of the flow sensor at the time ti in a simple manner. Furthermore, it is also possible for a reference value associated with the signal of the flow sensor to be determined by the regression line at time ti using the associated previously stored parameters. As mentioned above, it is advantageous in this method that measurement errors are smoothed. In addition, advantageously results in a very simple and fast feasible determination of the reference value.
Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Klimatisierungseinrichtung1 air conditioning device
2 Gebläseeinheit2 blower unit
3 Filtereinheit3 filter unit
4 Sensoreinheit4 sensor unit
41 Strömungssensor41 flow sensor
42 Temperatursensor42 temperature sensor
43 Kappe43 cap
4s Signalleitung4s signal line
5 Luftkanal5 air duct
6 Auswerteelektronik6 evaluation electronics
61 Anzeigeeinrichtung61 Display device
62 Speichereinheit62 storage unit
6s Signalleitung6s signal line
7 Wärmetauschereinheit7 heat exchanger unit
71 Wärmetauschereinheit71 heat exchanger unit
8 Vorabscheidereinheit8 pre-separator unit
10 Steuereinheit der Klimaeinrichtung10 control unit of the air conditioning
11 Strömungsrichtung der Luft 11 flow direction of the air
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