专利名称：用于控制机动车内空气导流件的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制机动车内的空气导流件的装置和方法。
背景技术：
现有技术公开了有关用于控制机动车内的空气导流件的装置
和方法。例如，在DE 29 41 305 Al中7>开了用于控制才几动车的空 调设备的一种电装置和一种方法。在此这样地设置了切换风门片 (Umschaltklappe )，从而能够将空气可选择地从机动车的外部通过 空气通道输送给乘客室或将空气从乘客室内部反向排入空气通道。 对此，根据外部空气的状况以及机动车的内部空气的状况相应地控 制外部空气的输送。该系统由气体传感器控制，该气体传感器测量 外部空气的有害物质浓度，并且，当含有有害物质的外部空气不应 该进入才几动车的内部空间时，随之将风门片切换到循环空气位置。 与此相反，当气体传感器测量外部空气中有害物质浓度较低时，那 么将该空气导流件调控到新鲜空气位置，由此新鲜的外部空气可以 进入才几动车内部空间。例如，两个气体传感器可以i殳计为一fU匕石灰 传感器和一氧化氮传感器。因此，不^f又当两个气体传感器显示高有 害气体浓度时，而且当只有一个气体传感器标记了高有害气体浓度 时，空气导流件随之切换到循环空气位置是有意义的。通常情况下， 甚至于， 一种有害气体具有占优势的高浓度，而其它有害气体以不 显著的浓度而存在。
通常，由不同有害气体传感器生成的信号是不同类型的。那么， 例如用于探测 一 氧化碳的气体传感器具有与用于探测 一 氧化氮的 传感器不同的额定电阻。此外，不同的气体传感器具有不同的老化 现象，并且通常在其公差方面是非常不同的。由此出现的问题是， 即当气体传感器之一探测到高于临界值的有害物质浓度时， 一次性 地设置临界值是极其困难的，在该临界值时，将切换到循环空气位 置。
此外，在道if各交通中的外部空气里的有害物质浓度以非常不同 的类型和方式改变。当从乡村区域过渡到城市时是这样的，即有害 气体的浓度通过更多的行马史;洛程进而通过更长的时间而緩慢地和 连续地升高。与此相反，例如当驶入隧道时考虑到有害气体浓度的 突然升高。用于控制空气导流件的装置必须适宜地识别这些不同的 情况，并且用于控制空气导流件的所述方法必须可以区别这些不同 的情况。
发明内容
本发明的目的在于，提供用于控制空气导流件的一种方法和一 种装置，该方法和装置有效地识别和区别外部空气中有害气体浓度 的不同增长并相应地控制空气导流件，同时低成本、可靠和长使用
寿命i也i殳计。
根据本发明，该目的根据独立权利要求的特征来实现。
在本发明的一个实施例中，在第一气体传感器和电子评测单元 之间设置了第 一信号预处理元件及在第二气体传感器和电子评测 单元之间设置了第二信号预处理元件。这些信号预处理元件在空间 上通常设置在传感器附近，并识别传感器的原始信号，且将该信号 转换成可传输和处理的信号。当在机动车中具有大量可能的电子干
扰源时，这是特别有利的，即对气体传感器信号尽可能快地进行第 一预处理，由此可以使干扰信号对传感器信号不产生值得注意的影 响。
在本发明的一个改进方案中，第一信号预处理元件具有第一电 子微分元件以及第二信号预处理元件具有第二电子微分元件。传感 器信号随时间的改变而包含重要的信息，该信息关于环境空气中有 害物质浓度的变化，通过电子微分元件将直接提供该信息并且可以 用于其它的信号处理。
在本发明的下个改进方案中，第 一信号预处理元件具有第 一预 放大器以及第二信号预处理元件具有第二预放大器。在传感器原始 信号生成后，预放大器尽可能快地放大传感器原始信号，由此，通
常电》兹耦合的外源(Fremdqulle)中的电子干4尤不能显著地4参杂传 感器信号。
本发明允许大量实施例。参照下面的附图示例性地阐述其中一 些实施例。示出了
图1是用于控制通风件的装置，
图2是图1中已知的、 一个:&计方案的结构，
图3是图1中已知的、另一个设计方案的结构，
图4是用于控制通风件的装置的下一个实施例，
图5是图4中已知的、 一个"i殳计方案的结构，
图6是本发明的一个非常简单的实施例， 图7是本发明的另 一个实施例，
图8是用于控制机动车内空气导流件的装置的布置。
具体实施例方式
图1示出了用于控制通风件的装置1，该装置安装在机动车18 内。用于控制通风件的该装置1包括第一气体传感器Sl和第二气 体传感器S2。第一气体传感器Sl生成例如信号UNOx，该信号与 循环空气中的一氧化氮的浓度成比例。第二气体传感器S2生成例 如信号UCO,该信号与循环空气中的一氧化碳的浓度成比例。第 一气体传感器Sl将信号UNOx输送给第一信号预处理元件2,并且 第二气体传感器S2将信号UCO输送给第二信号预处理元件3。对 信号UNOx、 UCO进4亍预处理之后，该信号净皮输送纟合电子评测单 元4 。在确定的时间内，电子评测单元4选出两个传感器信号UNOx 、 UCO之一，并将仅仅一个传感器信号UNOx或UCO输送给单一的 信号评估单元5。
刚刚描述过的、用于控制通风装置的装置1的优点在于，通常 非常复杂的信号评估单元5只需要唯——次，其中，该信号评估单 元根据需要处理第一气体传感器Sl的信号UNOx或第二气体传感 器S2的信号UCO。因此，用于控制通风装置所需的电子设备实质 上变小了，由此，可以明显低成本地制造用于控制通风件的装置。 随后，信号评估单元5提供输出信号A，利用该输出信号可以控制 通风装置。
图2示出了图1中已知的、具有第一气体传感器Sl和第二气 体传感器S2的结构。气体传感器S1 、 S2生成信号UNOx和UCO
并将该信号输送给第 一信号预处理元件2和第二信号预处理元件3。 第一信号预处理元件2包括第一微分元件6，该第一微分元件根据 第一气体传感器Sl中的信号UNOx对时间求得导数dUNOx。将该 已求导的信号输送给第一预放大器8,该第一预放大器同样集成在 第一信号预处理元件2内。第一预放大器8使已求导的信号dUNOx 与系数FS1相乘。对第二气体传感器S2的信号UCO进行类似的 信号预处理。该信号UCO分配给第二孩i分元件7，该第二孩i分元 件-没置在第二信号预处理元件3内。在此形成信号UCO的时间上 的导数dUCO。在第二信号预处理元件3内第二预;改大器9中，系 数FS2也将应用于该导数dUCO。
第一气体传感器Sl和第二气体传感器S2中的两个信号UNOx 和UCO在信号预处理之后，随后离开第一信号预处理元件2和第 二信号预处理元件3并^^输送给电子评测单元4。此外，具有关于 当前风门片位置(Klappenstellung )的信息的信号K被输送给电子 评测单元4。那么，电子评测单元4选出第一气体传感器S1的已预 处理的信号或第二气体传感器S2的已预处理的信号并将两个信号 之一传递纟合单一的^f言号"i平估单元5。
图3详细地示出了第一信号预处理元件2和第二信号预处理元 件3的设计方案。在第一信号预处理元件2内第一微分元件6中对 由第一气体传感器Sl生成的信号UNOx求得对时间的导数，据此 在第一累计件10中实现了将第一^f鼓分元件6中对时间已求导的信 号dUNOx进行相加，并且在第一预i文大器8中将已相加的信号与 系数FS1相乘。与此类似，在第二信号预处理元件3内第二气体传 感器S2的信号UCO，首先在第二微分元件7中对时间进行求导， 其中生成信号dUCO，该信号被传递给第二累计件11，其中生成已 求导的信号dUCO的和，据此在第二预放大器9中系数FS2将应用 于该信号。第一气体传感器Sl、 S2的这样预处理过的信号输送给
电子评测单元4,该电子评测单元在预定的时间间隔内选出一个信 号并将该信号输送给单一的信号评估单元5。该信号评估单元处理
所应用的信号并生成输出信号A,该输出信号A用于控制空气导流 件15。
图4示出了用于控制至少一个空气导流件的装置1的实施例， 该装置还是由至少两个气体传感器Sl和S2构成，气体传感器将其 信号输送给第一信号预处理元件2和第二信号预处理元件3。在信 号预处理之后，将信号输送给用于进行数学信号合成的元件12，该 元件利用任何数学运算程序将第一气体传感器Sl和第二气体传感 器S2的已预处理的信号合成。随后，将这样生成的信号输送给单 一的信号评估单元5。 it学运算程序可以是例如对两个信号求和、 求导或相乘。此外，利用用于凄t学信号合成的元件12可以构成任 何复杂的函数F (UNOx, UCO),并将该函数输送给单一的信号评 估单元5。函数F(UNOx， UCO)可以使任何数学映射从两个气体 传感器S1、 S2的信号UNOx、 UCO的定义范围形成到函ltF的凄史 值范围内。
图5中再一次详细示出了第一信号预处理元件2和第二信号预 处理元件3。信号预处理元件2和3分别包括樣i分元件6、 7和预方文 大器8、 9。在信号离开信号预处理元件2、 3之后，该信号用于数 学信号合成的元件12中相互数学地合成，该元件在此设计为加法 器13。此外，用于凄t学信号合成的元件12还包括用于构成参考值 的元件14。在用于构成参考^直的元件14中，由在加法器13中构成 的传感器信号之和构成对应于信号之和的数值。该信号输送给信号 评估单元5，该信号评估单元再次生成可控制至少一个空气导流件 的输出信号A。除了传感器的信号Fl、 F2，用于风门片位置的信 号K也4是供主合加法器13,同才羊可以共同处理该4言号。也可以构成
数学函数F(UNOx， UCO, K)，该函数与传感器信号UNOx，、 UCO 和风门片位置信号K相关。
图6示出了本发明的一个非常简单的实施例。在此，完全方文弃 气体传感器S1、S2的信号UNOx、UCO的预处理，并且信号UNOx、 UCO直接输送给用于数学信号合成的元件12。用于数学信号合成 的元件12生成由气体传感器S1、S2的信号和风门片位置信号K组 成的任何数学函数F (UNOx, UCO)，并将结果传递给单一的信号 评估单元5，该信号评估单元再次生成用于控制至少一个空气导流 件15的输出信号A。
在图7中气体传感器Sl、 S2的信号UNOx、 UCO也直接输送 给用于lt学信号合成的元件12，此处该元件i殳计为减法器19。此 外，用于数学信号合成的元件12获得风门片位置信号K。用于数 学信号合成的元件12可以构成任何数学函数F (UNOx， UCO,K)， 随后，将该函数直接提供给单一的信号评估单元5和/或在用于构成 参考值的元件14中继续处理。也可以在用于构成参考值的元件l4 中利用用于数学信号合成的元件12中的信号和用于其它的环境参 数U的信号构成函数，该函数被提供给信号评估单元。也可以考虑， 即其它的环境参数U输送给用于数学信号合成的元件12,由此在 这里可以构成4壬4可#:学函#: F (UNOx, UCO， K， U )。单一的4言 号评估单元5由该信号生成输出信号A，该输出信号用于控制至少 一个空气导流件15。在这种关系中，环境参数U可以是例如外部 温度、空气湿度或机动车车窗上的沉积形成物(Beschlagbildung )。
在图1至7中示出的、用于控制至少一个空气导流件15的装 置的优点在于，两个气体传感器S1、 S2的信号UNOx、 UCO的合
成和在单一的信号评估单元5中的信号评估。通过单一的信号评估 单元5，显著降低了电子线路费用。有效地使用复杂和昂贵的信号
评估单元5和由此可以显著低成本地构成用于控制至少 一个空气导
流件的装置。
图8示出了机动车18,其中设置了用于控制至少一个空气导流 件15的装置1。在机动车18的前部区域设置了气体传感器Sl和 S2，将该气体传感器分配给用于控制至少一个空气导流件15的装 置1。信号评估单元5生成输送给空调控制器17的输出信号A,该 空调控制器在考虑其它参数(例如机动车乘客的愿望)的情况下控 制空气导流件15。通风设备20将新鲜空气从才几动车18的外部区域 输送入内部区域，并且当已打开空气导流件15时，新鲜空气通过 空气喷嘴流入才几动车18的内部空间。如果通过传感器S1、 S2确定 高的有害气体负载，那么空气导流件15进入仅仅在机动车室内实 现空气循环的位置，空气导流件15的工作位置通常称为空气再循 环模式。
权利要求
1.一种装置(1)，用于控制机动车(18)的至少一个空气导流件(15)，所述装置具有第一气体传感器(S1)和第二气体传感器(S2)，所述传感器基于循环空气内的有害气体浓度而生成电信号(UNOX、UCO)，其中，利用信号评估单元(5)生成输出信号(A)，所述输出信号用于控制所述空气导流件(15)，其特征在于，设置电子评测单元(4)，所述电子评测单元确定出，在当前的时间间隔内所述两个传感器信号中的一个输送给单一的所述信号评估单元(5)。
2. 根据权利要求1所述的用于控制机动车(18)的至少一个空气 导流件(15 )的装置(1 )，其特征在于，在所述第一气体传感 器(Sl)和所述电子评测单元(4)之间设置第一信号预处理 元件(2 )，并且在所述第二气体传感器(S2 )和所述电子评测 单元(4)之间设置第二信号预处理元件(3)。
3. 根据权利要求2所述的用于控制机动车(18 )的至少一个空气 导流件(15 )的装置(1 )，其特征在于，所述第一信号预处理 元件(2)具有第一电子微分元件(6),并且所述第二信号预 处理元件(3)具有第二电子微分元件(7)。
4. 才艮据;f又利要求2或3所述的用于控制4几动车(18 )的至少一个 空气导流件(15 )的装置(1 )，其特征在于，所述第一信号预 处理元件(2)具有第一预放大器(8),并且所述第二信号预 处理元件(3)具有第二预放大器(9)。
5. 根据权利要求2、 3或4所述的用于控制机动车(18 )的至少 一个空气导流件(15 )的装置(1 )，其特征在于，所述第一信 号预处理元件(2)具有第一电子累计件(10),并且所述第二 信号预处理元件(3)具有第二电子累计件(11)。
6. —种装置(1 ),用于控制机动车(18 )的至少一个空气导流件(15)，所述装置具有第一气体传感器(Sl)和第二气体传感 器(S2)，所述传感器基于循环空气内的有害气体浓度而生成 电信号(UNOx、 UCO)，其中，利用信号评估单元(5)生成 输出信号(A)，所述输出信号用于控制所述空气导流件(15 ), 其特征在于，设置用于信号合成的电子元件(12)，所述电子 元件通过数学运算程序将所述两个传感器信号合成并将这个 结果输送给单一的所述信号评估单元(5)。
7. 根据权利要求6所述的用于控制机动车(18 )的至少一个空气 导流件(15 )的装置(1 )，其特征在于，在所述第一气体传感 器(Sl )和用于信号合成的所述电子元件(12)之间设置第一 信号预处理元件(2 )，以及在所述第二气体传感器(S2 )和用 于信号合成的所述电子元件(12 )之间设置第二信号预处理元 件(3 )。
8. 根据权利要求7所述的用于控制机动车(18 )的至少一个空气 导流件(15 )的装置(1 ),其特征在于，所述第一信号预处理 元件(2)具有第一电子微分元件(6)，并且所述第二信号预 处理元件(3)具有第二电子微分元件(7)。
9. 根据权利要求7或8所述的用于控制机动车(18 )的至少一个 空气导流件(15 )的装置(1 )，其特征在于，所述第一信号预 处理元件(2)具有第一预放大器(8)，并且所述第二信号预 处理元件(3)具有第二预放大器(9)。
10. 根据权利要求7、 8或9所述的用于控制机动车(18)的至少 一个空气导流件(15 )的装置(1 ),其特征在于，所述第一信 号预处理元件(2)具有第一电子累计件(10),并且所述第二 信号预处理元件(3)具有第二电子累计件(11)。
11. 根据权利要求6至10中至少一项所述的用于控制机动车(18) 的至少一个空气导流件(15)的装置(1),其特征在于，用于 信号合成的所述电子元件(12)设计为加法器(13)。
12. 根据权利要求6至10中至少一项所述的用于控制机动车(18 ) 的至少一个空气导流件(15)的装置(1)，其特征在于，用于 信号合成的所述电子元件(12)设计为减法器(19)。
13. 根据前述权利要求中至少一项所述的用于控制机动车(18 )的 至少一个空气导流件(15 )的装置(1 ),其特征在于，将至少 另一个具有关于当前环境参数(U)的信息的信号输送给用于 控制至少一个所述空气导流件(15 )的所述装置(1 )。
14. 一种方法，用于控制机动车(18)的至少一个空气导流件(15)， 所述机动车具有第一气体传感器(Sl)和第二气体传感器(S2)，所述传感器基于循环空气内的有害气体浓度而生成电 信号(UNOx、 UCO),由此，所述信号(UNOx、 UCO)输送 给电子评测单元(4)，所述评测单元确定出，在当前的时间间 隔内的所述两个传感器信号(UNOx、 UCO)中的一个输送给 单一的信号评估单元(5)。
15. 根据权利要求14所述的用于控制至少一个所述空气导流件(15)的方法，其特征在于，所述第一气体传感器(Sl)的所 述信号(UNOx)首先输送给第一信号预处理元件(2)，并随 后输送给所述电子评测单元(4)，以及所述第二气体传感器 (S2)的所述信号(UCO)首先输送给第二信号预处理元件 (3)，并随后输送给所述电子评测单元(4)。
16. 根据权利要求15所述的用于控制至少一个空气导流件(15 ) 的方法，其特征在于，在所述信号预处理元件(2， 3)中将所 述信号(UNOx、 UCO)微分。
17. 根据权利要求15或16所述的用于控制至少一个空气导流件(15)的方法，其特征在于，在所述信号预处理元件(2， 3) 中将所述信号(UNOx、 UCO)放大。
18. 根据权利要求15、 16或17所述的用于控制至少一个空气导流 件(15 )的方法，其特征在于，在所述信号预处理元件(2, 3 ) 中将所述信号(UNOx、 UCO)累计。
19. 一种方法，用于控制机动车(18)的至少一个空气导流件(15 ), 所述机动车具有第一气体传感器(Sl)和第二气体传感器(S2)，所述传感器基于循环空气内的有害气体浓度而生成电 信号(UNOx、 UCO),由此，所述信号(UNOx、 UCO)输送 给用于信号合成的电子元件(12),所述电子元件通过数学运 算程序将两个所述传感器信号(UNOx、 UCO)合成，由此将 这个结果输送给单一的信号评估单元(5)。
20. 根据权利要求19所述的用于控制至少一个所述空气导流件(15)的方法，其特征在于，所述第一气体传感器(Sl )的所 述信号(UNOx)首先输送给第一信号预处理元件(2)，并随 后输送给用于信号合成的所述电子元件(12)，以及所述第二 气体传感器(S2)的所述信号(UCO)首先输送给第二信号 预处理元件(3 )，并随后输送给用于信号合成的所述电子元件(12)。
21. 根据权利要求20所述的用于控制至少一个空气导流件(15 ) 的方法，其特征在于，在所述信号预处理元件(2, 3)中将所 述信号(UNOx、 UCO)微分。
22. 根据权利要求20或21所述的用于控制至少 一个所述空气导流 件(15)的方法，其特征在于，在所述信号预处理元件(2， 3) 中将所述信号(UNOx、 UCO)放大。
23. 根据权利要求20、21或22所述的用于控制至少一个空气导流 件(15)的方法，其特征在于，在所述信号预处理元件(2， 3) 中将所述信号(UNOx、 UCO)累计。
全文摘要
本发明涉及一种装置和一种方法，用于控制机动车的至少一个空气导流件(15)，该装置具有第一气体传感器(S1)和第二气体传感器(S2)，该传感器根据循环空气内的有害气体浓度相应地生成电信号，其中，利用信号评估单元生成输出信号，该输出信号用于控制该空气导流件。为了提供用于控制空气导流件的一种方法和一种装置，设置电子评测单元(4)，该评测单元确定出，在当前的时间间隔内两个传感器信号中的任一个输送给单一的信号评估单元，该装置有效地识别和区别外部空气中有害气体浓度的不同增长并相应地控制空气导流件，同时却低成本、可靠和长使用寿命地设计。
文档编号B60H3/00GK101098795SQ200580046382
公开日2008年1月2日 申请日期2005年12月12日 优先权日2005年1月12日
发明者安德烈亚斯·奥特, 彼德·比贝尔, 斯特凡·海因里希, 米夏埃尔·施勒格尔 申请人:西门子威迪欧汽车电子股份公司