| JP2005198539 | TEMPERATURE CONTROLLER |
| JP09105681 | TEMPERATURE MEASURING CIRCUIT |
| WO/2005/068607 | TEMPERATURE CONTROL DEVICE |
FINDEISEN, Thomas (Festungsstr. 10 b, Coburg, 96450, DE)
MUELLER, Otto (Ziegelhuettenweg 130, Sesslach, 96145, DE)
HENTSCHEL, Joachim (Hohestr. 10, Weitramsdorf, 96479, DE)
FINDEISEN, Thomas (Festungsstr. 10 b, Coburg, 96450, DE)
MUELLER, Otto (Ziegelhuettenweg 130, Sesslach, 96145, DE)
| Patentansprüche Sensorbaugruppe zur Erfassung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs, mit einem Temperatursensor (12.1) zur Erfassung der Innenraumtemperatur und einem Strahlungsensor (12.2) zur Erfassung einer Sonneneinstrahlung, wobei vom Strahlungssensor (12.2) bereitgestellte Informationen zur Korrektur der vom Temperatursensor (12.1) erfassten Innenraumtemperatur verwendbar sind, wobei der Temperatursensor (12.1) und der Strahlungsensor (12.2) in einem gemeinsamen ersten Gehäuse (12.3) angeordnet und über erste Kontaktelemente (12.4) mit Leiterbahnen (16) einer Trägerplatine (14) elektrisch kontaktiert sind, gekennzeichnet durch ein zweites Gehäuse (11), welches zumindest die ersten Kontaktelemente (12.4) und die Trägerplatine (14) so um¬ gibt, dass zwischen Oberflächen (14.1, 14.2) der Trägerplatine (14) und korrespondierenden Wänden (11.1, 11.2) des zweiten Gehäuses (11) jeweils eine Luftschicht vor¬ handen ist. Sensorbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatine (14) über zweite Kontaktelemente (18) mit mindestens einer Steuerplatine (40, 50) elekt¬ risch verbunden ist, auf welcher eine Auswerte- und Steu¬ erschaltung angeordnet ist. Sensorbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (16) mäanderförmig und/oder schlei- fenförmig zumindest auf einer Oberfläche (14.1, 14.2) der Trägerplatine (14) angeordnet sind. Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs, mit einem ersten Temperatursensor (12.1) zur Erfassung der Innenraumtemperatur, einem zweiten Temperatursensor (22) zur Erfassung der Temperatur eines Luftstroms (32) und/oder von Baugruppen (34) im Umfeld des ersten Temperatursensors (12.1) und einem Strahlungsensor (12.2) zur Erfassung einer Sonneneinstrahlung, wobei vom zweiten Temperatursensor (22) und/oder Strahlungssensor (12.2) bereitgestellte Informationen zur Korrektur der vom ersten Temperatursensor (12.1) erfassten Innenraumtemperatur verwendbar sind, wobei der erste Temperatursensor (12.1) und der Strahlungsensor (12.2) in einem gemeinsamen Gehäuse (12.3) angeordnet und über ers¬ te Kontaktelemente (12.4) mit Leiterbahnen (16) einer ersten Trägerplatine (14) elektrisch kontaktiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperatursensor (12.1) und der Strahlungsensor (12.2) als Teile einer Sensorbaugruppe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ausgeführt sind. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Temperatursensor (22) die Temperatur eines Luftstroms (32) in einem im Wesentlichen abgeschlossenen Sensorraum (30) erfasst, welcher das zweite Gehäuse (11) zumindest teilweise umgibt. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Temperatursensor (22) auf einer zweiten Trägerplatine (24) angeordnet und mit Leiterbahnen (26) elektrisch kontaktiert ist. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (26) mäanderförmig und/oder schlei- fenförmig zumindest auf einer Oberfläche der zweiten Trä¬ gerplatine (24) angeordnet sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorraum (30) seitlich durch mindestens Begrenzungswand (34) begrenzt ist. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Trägerplatine (24) über mindestens eine Übergangsfläche (25) mit mindestens einer Begrenzungswand (34) des Sensorraums (30) thermisch gekoppelt ist. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Trägerplatine (24) über dritte Kontakt¬ elemente (28) mit mindestens einer Steuerplatine (40, 50) elektrisch verbunden ist, auf welcher eine Auswerte- und Steuerschaltung angeordnet ist. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Trägerplatine (24) mechanisch mit dem zweiten Gehäuse (11) verbunden ist. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Verbindungsmittel als korrespondie rende Rastelemente (11.4, 24.4) ausgeführt sind. |
Innenraum eines Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft eine Sensorbaugruppe zur Erfassung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art, sowie eine zugehörige Vor ¬ richtung zur Ermittlung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs nach der im Oberbegriff des Anspruchs 4 genannten Art .
Aus dem Stand der Technik sind Klimaanlagen für Fahrzeuge bekannt, welche eine Innenraumtemperatur des Fahrzeugs über ei ¬ nen Temperatursensor ermittelt, der die Temperatur eines Luftstroms in einem Kanal ermittelt, wobei der Luftstrom im Kanal durch einen Belüftungsmotor erzeugt wird. Zur Vermeidung des Belüftungsmotors werden in modernen Fahrzeugen unbelüftete Vorrichtungen zur Ermittlung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeuges verwendet.
In der geänderten Patentschrift DE 100 49 979 C5 wird bei ¬ spielsweise eine solche unbelüftete Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs beschrieben. Die beschriebene Vorrichtung umfasst einen ersten Temperaturfühler, welcher hinter einer an den Innenraum angrenzenden Wand angeordnet ist, eine Verarbeitungseinheit, welche das Messsig ¬ nal des Temperaturfühlers empfängt und ein die Temperatur im Innenraum des Fahrzeugs repräsentierendes Ausgangssignal aus ¬ gibt, ein Wärmeleitelement, welches die Temperatur der Luft des Innenraums innerhalb von dessen wandnahen Bereich erfasst, und einen ersten Sonnensensor, welcher in der Öffnung der Wand angeordnet ist. Des Weiteren steht das Wärmeleitungselement in Wärmeleitkontakt mit dem Temperaturfühler und erstreckt sich durch eine Öffnung in der Wand. Zudem weist der erste Sonnensensor ein Gehäuse auf, in welchem eine Fußdiode und zu dieser führende Elektroden angeordnet sind, wobei das Wärmeleitungs ¬ element allein durch eine der Elektroden gebildet wird.
In der Patentschrift EP 1 457 365 Bl wird eine Vorrichtung zur Erfassung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs, insbesondere für eine Klimaanlage eines Fahrzeugs beschrieben. Die beschriebene Vorrichtung umfasst einen Innenraumtemperatursensor, welcher in einem Gehäuse angeordnet ist, das in oder an einer an den Innenraum des Fahrzeugs angrenzenden Wand angeordnet ist und zumindest teilweise an den Innenraum des Fahr ¬ zeugs angrenzt, einen Kompensationstemperatursensor, welcher hinter der Wand und von dem Innenraumtemperatursensor thermisch entkoppelt angeordnet ist und Wärme von Luft und/oder Baugruppen hinter der Wand erfasst, welche zu einer Verfäl ¬ schung des Messwertes des Innenraumtemperatursensors führen kann, und einen Strahlungssensor, welcher zur Erwärmung des Gehäuses des Innenraumtemperatursensors führende Sonnenstrah ¬ lung erfasst. Hierbei sind die beiden Temperatursensoren und der Strahlungssensor zu einer gemeinsamen Baugruppe zusammen- gefasst .
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sensorbaugruppe zur Erfas ¬ sung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art und eine korrespondie ¬ rende Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs der im Oberbegriff des Anspruchs 4 genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass eine kostengünstige und einfache Verbesserung der Wärmeisolation der Sensorbaugruppe ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Sensorbaugruppe zur Erfassung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Weitere die Ausführungsfor ¬ men der Erfindung in vorteilhafter Weise ausgestaltende Merkmale enthalten die Unteransprüche. Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, dass durch das zweite Gehäuse und die zwischen den Oberflächen der Trägerplatine und den korrespondierenden Wänden des zweiten Gehäuses vorhandenen Luftschichten die Wärmeisolation der Sensorbaugruppe auf einfache Weise verbessert werden kann.
Zudem kann durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die thermische Entkopplung zwischen der Sensorbaugruppe und weiteren Temperatursensoren verbessert werden, die beispielsweise in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs zur Korrektur der mit der erfindungsgemäßen Sensorbaugruppe erfassten Innenraumtemperatur verwendet werden.
In anderen Worten ausgedrückt, Ausführungsformen der Erfindung ermöglichen eine bessere Entkoppelung und Kompensation der Temperatureinflüsse im Bereich eines Innenraumtemperatursen- sors, durch eine kompakte Bauweise. Des Weiteren kann mit ei- ner Bilanzierung von Ausblastemperaturen und Ausblasmengen einer zugehörigen Klimaanlage, eine Verbesserung im dynamischen Verhalten der erfindungsgemäßen Sensorbaugruppe erzielt werden. Mit diesen technischen Verbesserungen kann somit die a- daptive Anpassung des Systems erfolgen.
Somit umfasst die erfindungsgemäße Sensorbaugruppe zur Erfas ¬ sung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs einen Temperatursensor zur Erfassung der Innenraumtemperatur und einen Strahlungsensor zur Erfassung einer Sonneneinstrahlung, wobei vom Strahlungssensor bereitgestellte Informationen zur Korrektur der vom Temperatursensor erfassten Innenraumtemperatur verwendet werden, und wobei der Temperatursensor und der
Strahlungsensor in einem gemeinsamen ersten Gehäuse angeordnet und über erste Kontaktelemente mit Leiterbahnen einer Träger- platine elektrisch kontaktiert sind. Erfindungsgemäß ist ein zweites Gehäuse vorgesehen, welches zumindest die ersten Kon ¬ taktelemente und die Trägerplatine so umgibt, dass zwischen den Oberflächen der Trägerplatine und korrespondierenden Wänden des zweiten Gehäuses jeweils eine Luftschicht zur Tempera ¬ turisolation vorhanden ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs umfasst einen ersten Temperatursensor zur Erfassung der Innenraumtemperatur, einen zweiten Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur eines Luftstroms und/oder von Baugruppen im Umfeld des ersten Temperatursensors und einen Strahlungsensor zur Erfassung der Sonneneinstrahlung, wobei vom zweiten Temperatursensor und/oder Strahlungssensor bereitgestellte Informationen zur Korrektur der vom ersten Temperatursensor erfassten Innenraumtemperatur verwendet werden, und wobei der erste Temperatursensor und der
Strahlungsensor in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und über erste Kontaktelemente mit Leiterbahnen einer ersten Trä ¬ gerplatine elektrisch kontaktiert sind. Erfindungsgemäß sind der erste Temperatursensor und der Strahlungsensor als Teile einer erfindungsgemäßen Sensorbaugruppe ausgeführt. Hierbei erfolgt die Temperaturerfassung und Verarbeitung mittels des ersten Temperatursensors und des beispielsweise als Fotodiode ausgeführten Strahlungssensors, wobei der als Fotodiode ausge ¬ führte Strahlungssensor zur Kompensation des Sonneneinflusses eingesetzt wird. Der zweite Temperatursensor wird zur Kompen- sation der Temperatureinflüsse auf der ersten Trägerplatte der Sensorbaugruppe eingesetzt. Der Grundgedanke der Erfindung ba ¬ siert auf der Verbesserung der thermischen Entkopplung der erfindungsgemäßen Sensorbaugruppe. In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensorbaugruppe ist die Trägerplatine über zweite Kontaktelemente mit mindestens einer Steuerplatine elektrisch verbunden, auf welcher eine Auswerte- und Steuerschaltung angeordnet ist. Die zweiten Kontaktelemente sind beispielsweise als Steckstifte ausgeführt, welche in vorteilhafter Weise über korrespondie ¬ rende Kontaktaufnahmeelemente eine einfache elektrische und mechanische Verbindung mit der Steuerplatine ermöglichen. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensorbaugruppe sind die Leiterbahnen mäanderförmig und/oder schleifenförmig zumindest auf einer Oberfläche der Trägerpla- tine angeordnet. Durch diese Verlängerung der Leiterbahnen wird die thermische Abkoppelung der erfindungsgemäßen Sensorbaugruppe von Störeinflüssen weiter verbessert und der Tempe- ratureinfluss minimiert. In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfasst der zweite Temperatursensor die Temperatur eines Luftstroms in einem im Wesentlichen abgeschlossenen Sensorraum, welcher das zweite Gehäuse zumindest teilweise umgibt. Der zweite Temperatursensor ist in vorteilhafter Weise auf ei- ner zweiten Trägerplatine angeordnet und mit Leiterbahnen e- lektrisch kontaktiert. Auch hier sind die Leiterbahnen mäanderförmig und/oder schleifenförmig zumindest auf einer Oberfläche der zweiten Trägerplatine angeordnet, um die thermische Entkopplung zur Sensorbaugruppe zu verbessern. Der Sensorraum ist beispielsweise seitlich durch mindestens eine Begrenzungs ¬ wand begrenzt. Zur Ermittlung der von der mindestens einen Begrenzungswand verursachten Temperatureinflüsse ist die zweite Trägerplatine über mindestens eine Übergangsfläche mit der mindestens einen Begrenzungswand des Sensorraums thermisch ge- koppelt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die zweite Trägerplatine über dritte Kontakt ¬ elemente mit mindestens einer Steuerplatine elektrisch verbun- den, auf welcher eine Auswerte- und Steuerschaltung angeordnet ist. Die Funktion der Auswerte- und Steuerschaltung besteht im Wesentlichen darin, die Messsignale der verschiedenen Sensoren zu empfangen und auszuwerten, um die aktuelle Temperatur im Innenraum des Fahrzeugs zu ermitteln. Die dritten Kontaktele- mente sind beispielsweise als Steckstifte ausgeführt, welche in vorteilhafter Weise über korrespondierende Kontaktaufnahme ¬ elemente eine einfache elektrische und mechanische Verbindung mit der Steuerplatine ermöglichen. Zudem kann die zweite Trä ¬ gerplatine mechanisch mit dem zweiten Gehäuse der Sensorbau ¬ gruppe verbunden sein, um eine Montageeinheit zu bilden. Die mechanischen Verbindungsmittel sind beispielsweise als korres- pondierende Rastelemente ausgeführt.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer zeichnerischen Darstellung näher erläutert. In der Darstellung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Perspektivdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensorbaugruppe zur Erfassung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs ohne ein zweites Gehäuse und einer zweiten Sen- sorbaugruppe , welche jeweils Teil einer erfindungsgemä ¬ ßen Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs sind.
Fig. 2 eine schematische Perspektivdarstellung des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sensorbaugruppe zur Erfassung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs mit dem zweitem Gehäuse und der zweiten Sensorbaugruppe, welche jeweils Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs sind. Fig. 3 eine schematische Draufsicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs im eingebauten Zustand .
Fig. 4 eine erste Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung der
Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs aus Fig. 3. eine zweite Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs aus Fig. 3. eine dritte Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs aus Fig. 3.
Wie aus Fig. 1 bis 6 ersichtlich ist, umfasst ein Ausführungs ¬ beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Ermittlung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs eine erste Sensor- baugruppe 10 zur Erfassung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugs, welche einen ersten Temperatursensor 12.1 zur Erfassung der Innenraumtemperatur und einen Strahlungsensor 12.2 zur Erfassung einer Sonneneinstrahlung umfasst, und eine zweite Sensorbaugruppe 20 mit einem zweiten Temperatursensor 22 zur Erfassung der Temperatur eines Luftstroms 32 und/oder von Baugruppen 34 im Umfeld des ersten Temperatursensors 12.1.
Wie aus Fig. 1 bis 6 weiter ersichtlich ist, sind der erste Temperatursensor 12.1 und der Strahlungsensor 12.2 in einem gemeinsamen Gehäuse 12.3 angeordnet und über erste Kontaktele ¬ mente 12.4 mit Leiterbahnen 16 einer ersten Trägerplatine 14 elektrisch kontaktiert. Der zweite Temperatursensor 22 ist auf einer zweiten Trägerplatine 24 angeordnet und ebenfalls mit Leiterbahnen 26 elektrisch kontaktiert. Wie aus Fig. 1 und 2 weiter ersichtlich ist, kann die erste Trägerplatine 14 über zweite Kontaktelemente 18 und die zweite Trägerplatine 24 über dritte Kontaktelemente 28 mit mindestens einer Steuerplatine elektrisch verbunden werden, auf welcher eine nicht dargestellte Auswerte- und Steuerschaltung angeordnet ist. Die Aus- werte- und Steuerschaltung empfängt die Messsignale der ver ¬ schiedenen Sensoren und wertet die empfangen Signale aus, um die aktuelle Temperatur im Innenraum des Fahrzeugs zu ermit ¬ teln . Erfindungsgemäß ist ein zweites Gehäuse 11 vorgesehen, welches zumindest die ersten Kontaktelemente 12.4 und die erste Trä ¬ gerplatine 14 so umgibt, dass zwischen Oberflächen 14.1, 14.2 der Trägerplatine 14 und korrespondierenden Wänden 11.1, 11.2 des zweiten Gehäuses 11 jeweils eine Luftschicht zur Tempera ¬ turisolation vorhanden ist.
Die vom zweiten Temperatursensor 22 und/oder dem Strahlungssensor 12.2 bereitgestellten Informationen werden zur Korrek- tur der vom ersten Temperatursensor 12.1 erfassten Innenraumtemperatur verwendet. Wie insbesondere aus Fig. 1 und 2 er ¬ sichtlich ist, sind die Leiterbahnen 16 auf den Oberflächen 14.1, 14.2 der ersten Trägerplatine 14 und die Leiterbahnen 26 auf den Oberflächen der zweiten Trägerplatine 24 mäanderförmig und/oder schleifenförmig angeordnet, um die thermische Ent ¬ kopplung zwischen den Temperatursensoren 12.1, 22 weiter zu verbessern .
Wie insbesondere aus Fig. 3 bis 6 ersichtlich ist, erfasst der zweite Temperatursensor 22 im dargestellten Ausführungsbeispiel zum Einen die Temperatur eines Luftstroms 32 in einem im Wesentlichen abgeschlossenen Sensorraum 30, welcher das zweite Gehäuse 11 zumindest teilweise umgibt, und zum Anderen durch eine thermische Koppelung über mindestens eine Übergangsfläche 25 die Temperatur von mindestens einer Begrenzungswand 34 des Sensorraums 30. Die zweite Sensorbaugruppe 20 dient zur Er ¬ mittlung der thermischen Umgebungsbedienungen der ersten Sensorbaugruppe 10. Der zweite Temperatursensor 22 ist mit der zweiten Trägerplatine 24 elektrisch kontaktiert, welche durch die langen und dünnen Leiterbahnen 26 eine thermische Entkopp ¬ lung erzielt. Ebenfalls ermittelt die zweite Sensorbaugruppe 20 den Wärmeeintrag durch die Wand zur ersten Sensorbaugruppe 10 mittels einer aufgebrachten dicken Leiterbahn 25, welche formschlüssig in ein weiteres Gehäuse 34 geklemmt ist.
Wie aus Fig. 2 und 4 weiter ersichtlich ist, ist die zweite Trägerplatine 24 mechanisch mit dem zweiten Gehäuse 11 der ersten Sensorbaugruppe 10 verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die mechanischen Verbindungsmittel als kor ¬ respondierende Rastelemente 11.4, 24.4, wie beispielsweise als Rastnase 11.4 bzw. korrespondierende Rastmulde 24.4 ausge- führt, wobei auch andere Verbindungsarten, wie beispielsweise eine Clipsverbindung usw. vorstellbar sind.
Die nicht dargestellte auf der mindestens einen Steuerplatine 40, 50 angeordnete Auswerte- und Steuerschaltung empfängt über die elektrischen Kontaktelemente 18, bzw. 28 und korrespondie ¬ rende Kontaktaufnahmeelemente 48, 58 die von den Temperatur ¬ sensoren 12.1, 22 erfassten Temperaturwerte und die vom Strahlungssensor 12.2 erfassten Strahlungswerte und ermittelt daraus die aktuelle Innenraumtemperatur und gibt diese beispiels- weise über ein Fahrzeugbussystem an die Auswerte- und Steuereinheit der Klimaanlage und/oder andere Anwendungen im Fahrzeug weiter.