DE3731745C3

DE3731745C3 - Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeuglüftungseinrichtung

Info

Publication number: DE3731745C3
Application number: DE3731745A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Ing Hoelter; Hanns Ing Grad Rump; Jochen Liedtke
Original assignee: Individual
Current assignee: Paragon AG
Priority date: 1987-09-22
Filing date: 1987-09-22
Publication date: 1997-09-18
Anticipated expiration: 2007-09-23
Also published as: DE3731745A1; DE3731745C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeuglüftungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, daß erhöhte Schadstoffkonzentrationen, die auf die Insassen von Kraftfahrzeugen einwirken, zu gesundheitlichen Störungen führen können.

Daher ist vorgeschlagen worden, die Zufuhr von Außenluft dann zu unterbrechen, wenn das Auto eine Zone passiert, in der erhöhte Schadstoffkonzentrationen feststellbar sind. In der Regel sind solche Konzentrationen zeit lich vorübergehend an Ampeln, an bestimmten Kreuzungen und im Kolonnenverkehr zu finden.

Vorzugsweise wird das Schließen der Frischluftzufuhr über eine sogenannte Umluftklappe durch einen Sensor veran laßt, der empfindlich auf Schadstoffe reagiert.

In der japanischen Patentanmeldung Sho 58-38219 und Sho 59-39330 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem zur Erreichung eines anderen Ziels ein Sensor Verwen dung findet, dessen Auswerteelektronik mit nicht konstanten Schaltpegeln arbeitet.

Die DE 33 04 324 A1 zeigt ein Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeuglüftungseinrichtung, bei dem in Abhängigkeit von dem außerhalb des Fahrzeuges vorhandenen Schadstoffpegel die Lüftung unterbrochen und/oder auf Umluftbetrieb geschaltet wird und die Beeinflussung der Belüftung dann erfolgt, wenn der von einem geeigneten Außensensor ermittelte, der Außenbelastung entsprechende Ist-Wert größer ist als sein Referenzwert, der einem Mittelwert der von dem Außensensor gelieferten Ist-Wert entspricht. Bei diesem bekannten Verfahren wird der Referenzwert in unterschiedlicher Weise gebildet. Einerseits ist es möglich, zur Gewinnung des Referenzwerts einen Referenzsensor zusätzlich zu dem vorhandenen Außensensor einzusetzen. Dieser Referenzsensor ist der Außenluft in einem anderen Wirkvolumen ausgesetzt wie der Meßsensor. Die Wirkvolumenverhältnisse zwischen dem Meßsensor bzw. Außensensor und dem Referenzsensor sind so gewählt, daß der Meßsensor auch auf kurzzeitige Erhöhungen der Schadstoffkonzentration in der Außenluft reagiert, wohingegen der Referenzsensor lediglich eine vergleichsweise kontinuierliche und andauernde Erhöhung der Schadstoffkonzentration in der Außenluft erfaßt. Andererseits wird ein Verfahren zum Erhalt des Referenzwertes gezeigt, bei dem mittels elektronischer und elektrischer Bauteile der Referenzwert aus dem seitens des Meß- bzw. Außensensors erfaßten Meßsignal gewonnen wird.

Abgesehen davon, daß bei den vorstehend geschilderten unterschiedlichen Verfahrensweisen ein vergleichsweise großer apparativer Aufwand erforderlich ist, folgt der Referenzwert bei den bekannten Verfahrensalternativen dem Ist- Wert des Meß- bzw. Außensensors auch auf einen Pegel, der deutlich oberhalb derjenigen Schranke liegt, oberhalb der die Einfuhr weiterer Außenluft in das Fahrzeuginnere u. U. zu gesundheitlichen Schädigungen führen kann. Desgleichen folgt der Referenzwert dem Ist-Wert auch unterhalb einer unteren Schranke, woraus eigentlich nicht erforderliche Umschaltvorgänge resultieren, die zu einem instabilen Betriebsverhalten der Fahrzeuglüftungseinrichtung führen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik ein Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeuglüftungseinrichtung zu schaffen, das einerseits mit geringerem apparativen Aufwand durchführbar ist und mittels dem andererseits ausgeschlossen ist, daß eine Belüftung des Fahrzeuginneren mit Außenluft erfolgt, wenn der Schadstoffgehalt der Außenluft einen vorgebbaren Maximalwert überschreitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Beeinflussung der Lüftung über einen Mikroprozessor programmgesteuert erfolgt, wobei die Änderung des auf einen zwischen einem maximalen und einem minimalen Eckwert liegenden Bereich eingegrenzten Referenzwertes sich aus den programmgemäß permanent gebildeten Ist-Werten des Außensensors nach beliebigen mathematischen Verfahren errechnet.

Hierdurch wird als nichtarithmetischer Mittelwert ein Referenzschaltpegel gebildet. Das Programm vergleicht permanent, also in Echtzeit, den aktuellen Sensorpegel mit dem sich bildenden Referenzpegel. Gleichzeitig überprüft das Programm, ob der Referenzpegel größer oder kleiner als der aktuelle Sensorpegel ist. Wird eine Abweichung festgestellt, wird in das Register, aus dem der Referenzwert ausgelesen wird, ein Bit addiert bzw. subtrahiert. Die Software und die Größe des Registers sind so ausgelegt, daß die Zeit, die beötigt wird, um den Wert des Registers von 00 auf FF zu verändern, frei wählbar zwischen vorzugsweise 5 und 30 Minuten ist. Das Resultat dieser Maßnahme ist, daß die Änderungsgeschwindigkeit des Registers (Delta U zu Delta t) konstant und linear ist. Über ein festgelegtes Maximum oder unter ein festgelegtes Minimum kann der Referenzwert nicht steigen bzw. sinken. Dies wird durch die vorgebbaren Eckwerte gewährleistet. Die Umluftklappe wird geschlossen, wenn der Ist-Wert größer als der Referenzwert ist, und sie wird geöffnet, wenn der Ist-Wert kleiner als der Referenzwert ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert.

Nach Start des Programms (1) wird zunächst überprüft, ob die Zündung eingeschaltet ist (2). Ist dies nicht der Fall, verbleibt das Programm in einer Endlosschleife. Ist die Zündung eingeschaltet, wird der Sensor in einer Vorheizphase (3) mit einer höheren Spannung - vorzugsweise - überheizt; dies hat den Sinn, den Sensor von Verunreinigungen "freizubrennen". Weiterhin wird während der gesamten Vorbereitungsphase die Frischluftklappe geöffnet. Nach Ablauf der Vorheizphase (4) wird die Sensorheizung auf einen Normalwert zurückgenommen (5). In einer daran anschließenden Beruhigungsphase (6) wird abgewartet, bis sich die Sensorpegel normalisieren (in der bevorzugten Ausführung beträgt diese Zeit ca. 30 Sekunden). Hieran anschließend wird unter (7) zum ersten Mal der AD-Wandlerwert eingelesen und unter U_mom sowie mit dem Exponenten X bewertet unter U_mom* abgespeichert. Im Schritt (9) wird der Wert von U_mom daraufhin überprüft, ob er in plausiblen Grenzen liegt; falls dies nicht der Fall ist, verzweigt das zu Schritt (20), in dem eine Störmeldung herausgegeben beziehungsweise eine Fehlerbehandlungsroutine abgearbeitet wird. Für den Fall, daß sich die Sensorwerte normalisieren sollten und das Programm somit aus der durch die Schritte (20), (21), (22) gebildeten Fehlerschleife herausfindet, wird vorher mittels Schritt (8) sichergestellt, daß das Programm nicht mit einem undefinierten Wert für U_ref beginnt, indem U_ref auf einen mittleren Sensorpegel U_fix gesetzt wird.

Hat die Plausibilitätsprüfung unter (9) ein positives Ergebnis, findet anschließend unter (10) eine Initialisierung sämtlicher benötigter Parameter statt, wobei der Referenzwert dadurch gebildet wird, daß der zuvor eingelesene Sensorwert U_mom mit einer Konstanten - bevorzugt 10% des Wandlerbereiches - beaufschlagt wird; dieser so gewonnene Wert für U_ref muß sich innerhalb der durch U_ref.max und U_ref.min gebildeten Grenzen befinden. Mit Schritt (10) ist die Vorbereitungsphase abgeschlossen. Das eigentliche Hauptprogramm beginnt mit Schritt (12), in dem wiederum der AD-Wandlerwert eingelesen wird. Im darauffolgenden Programmschritt (13) findet der Vergleich zwischen U_mom und U_ref unter Berücksichtigung von U_mix statt (U_mix ist die Spannung, ab der die Klappe ständig geschlossen ist). Ist der bewertete Pegel U_mom* ≦ U_ref* (der Stern deutet die Einbeziehung von U_mix an), wird ein Signal zum Öffnen der Klappe gegeben (25). Liegt die andere Bedingung vor (U_mom* ≦λτ U_ref*), wird ein Signal zum Schließen der Klappe gegeben (14). In beiden parallelen Programmzweigen ist nun als Option ein Programmschritt unter (26) beziehungsweise (15) vorgesehen, durch den eine Anpassung des Nachlernverhaltens in Abhängigkeit der Schadstoffspitzenhäufigkeit bzw. Schadstoffpegeldauer erzielt werden kann; in beiden Fällen bewirkt ein Durchlaufen des einzelnen Programmzweiges ein Rücksetzen des Nachlernverhaltens im jeweilig anderen Programmzweig. Es schließen sich die Schritte (27) bzw. (16) an, in denen entschieden wird, ob die nächste Anpassung des Referenzwertes erforderlich ist. Ist die Bedingung für das Anpassen des Referenzpegels gegeben, i. e. (t₁ ≦λτ n_f · Δt) oder (t₁ ≦λτ n_r · Δt), wird vor dem eigentlichen Setzen des Referenzpegels unter (29) bzw. (18) sichergestellt daß der Referenzwert nicht unter die Grenze U_ref.min bzw. über die Grenze U_ref.max wachsen kann (Programmschritt (28) bzw. (17)).

Anschließend wird in beiden Fällen der Schleifenzähler t₁ auf 0 zurückgesetzt (Schritte (30) bzw. (19)). Falls die Bedingung unter (27) bzw. (16) nicht erfüllt war, wird der Schleifenzähler erhöht (23), sowie durch eine Zeitverzögerung (24) eine Zeitgleichheit sämtlicher Schleifendurchläufe bewirkt. Stellt sich in Programmschritt (22) heraus, daß sich der eingelesene AD-Wandlerwert außerhalb des erlaubten Bereiches befindet, wird wiederum Programmschritt (20) angesprungen, in dem eine Störmeldung herausgegeben sowie eine Fehlerroutine abgearbeitet wird. Nach Einlesen des AD-Wandlerwertes unter (21) wird wiederum die Plausibilität der eingelesenen Sensorwerte überprüft (22). Für den Fall der Normalisierung der Sensorwerte wird in Programmschritt (31) eine eventuelle Störmeldung gelöscht. Nach einer erneuten Kontrolle, ob die Zündung weiterhin eingeschaltet ist (11), beginnt ein neuer Programmzyklus mit dem Verzweigen des Programms zu Programmschritt (12). Bei abgeschalteter Zündung wird zu Programmschritt (2) verzweigt, und so lange gewartet, bis die Zündung wieder eingeschaltet wird.

Die von in Fig. 2 U_mom dargestellte Linie stellt den Pegel am Sensor dar. Der Einfachheit halber sind Pegelsprünge als Rechteckfunktionen idealisiert.

Die gestrichelt gezeichnete Linie U_ref zeigt den aus U_mom gebildeten Vergleichswert.

Erkennbar ist, daß dieser sich stets linear ändert, unabhängig vom Pegelsprung an U_mom. Die Steilheit ist beliebig wählbar. Über ein festgelegtes Maximum oder Minimum hinaus kann U_ref nicht bewegt werden. Die Umluftklappe spricht an, wenn U_mom größer als U_ref wird und öffnet im umgekehrten Sinn.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeuglüftungseinrichtung, wobei in Abhängigkeit von dem außerhalb des Fahrzeuges vorhandenen Schadstoffpegel die Lüftung unterbrochen und/ oder auf Umluftbetrieb geschaltet wird und, wobei die Beeinflussung der Lüftung dann erfolgt, wenn der von einem geeigneten Außensensor ermittelte, der Außenbelastung entsprechende Ist-Wert größer ist als ein Referenzwert, der einem Mittelwert der von dem Außensensor gelieferten Ist-Werte entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung der Belüftung über einen Mikroprozessor programmgesteuert erfolgt, wobei die Änderung des auf einen zwischen einem maximalen und einem minimalen Eckwert liegenden Bereich eingegrenzten Referenzwertes sich aus den programmgemäß permanent ermittelten Ist-Werten des Außensensors nach beliebigem mathematischen Verfahren errechnet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Änderungsbetrag des Referenzwertes bis zum Erreichen der Eckwerte konstant ist, also stets eine lineare Funktion bildet, deren Steilheit beliebig gewählt werden kann.

3. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Änderungsbetrag beim Ändern in positive oder negative Richtung unterschiedlich sein kann.

4. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Schließzeit der Luftklappe vom Programm auf einen beliebig festzulegenden Wert begrenzt wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von vorzugsweise Halbleitersensoren (SnO₂-Sensoren) das Programm die bauartbedingt stark gekrümmte Kennlinie der Sensoren mathematisch linearisiert.

6. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Sensoren benötigte Heizleistung bei der Inbetriebnahme programmgesteuert um einen beliebigen Betrag angehoben wird, indem vom Programm das Taktverhältnis der zur Heizung herangezogenen Gleichspannung verändert wird.