JP5898176B2

JP5898176B2 - 車両内部の温度を検出するためのセンサモジュール、および車両内部の温度を判定するための装置

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Publication number: JP5898176B2
Application number: JP2013505393A
Authority: JP
Inventors: ヘンチェルヨアヒム; フィンダイゼントーマス; ミュエラーオットー
Original assignee: ヴァレオ・シャルター・ウント・ゼンゾーレン・ゲーエムベーハー
Priority date: 2010-04-20
Filing date: 2011-04-11
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2031-04-11
Also published as: US9022646B2; CN103109168B; EP2561324B2; EP2561324B1; JP2013525774A; DE102010015657A1; CN103109168A; EP2561324A1; WO2011131500A1; US20130034120A1

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載されている、車両内部の温度を検出するためのセンサモジュールと、それに関連する、請求項４の前提部に記載されている、車両内部の温度を判定するための装置とに関する。

車両に対する空調システムは、従来公知であり、この従来技術では、空調システムは、ダクトの中を流れる空気流の温度を測定する温度センサを介して、車両内部の温度を判定するようになっている。空気流は、換気モータによってダクトの中に生成される。最近の車両では、換気モータを使用しないようにするために、換気されない装置を使用して、車両内部の温度を判定している。

このような、換気されない装置を使用して、車両内部の温度を判定する例は、特許文献１に記載されている。これに記載されている装置は、第１の温度センサと、処理ユニットと、熱伝導要素と、第１の太陽センサとを備えている。第１の温度センサは、内部に接している壁の背後に配置され、処理ユニットは、温度センサの測定信号を受信し、車両内部の温度を示す出力信号を出力する。熱伝導要素は、車両の内部で、壁の近くのエリアにおける空気の温度を検出する。また、第１の太陽センサは、壁の開口部の中に配置されている。さらに、熱伝導要素は、温度センサに熱伝導接触し、壁の開口部を通って延びている。更に、第１の太陽センサは、ハウジングを有し、このハウジングの中に、フォトダイオードと、それを接続する電極が配置されている。熱伝導要素は、電極の中の１つだけによって形成されている。

特許文献２は、車両内部の温度を検出する（特に、車両の空調システムに使用するために）ための装置を記載している。これに記載されている装置は、内部温度センサと、温度補償センサと、放射センサとを備えている。内部温度センサは、壁の内部または壁の上に配置されているハウジングの中に設置され、壁の、少なくとも一部分が、車両の内部に接している。温度補償センサは、壁の背後に配置され、内部温度センサから熱的に遮断されており、壁の背後の空気および／またはモジュールからの熱を検出する。この熱は、内部温度センサによる測定値を狂わせる可能性がある。また、放射センサは、太陽の放射を検出する。太陽の放射は、内部温度センサのハウジングを熱することにつながる。ここで、２つの温度センサと放射センサとは、組み合わされて、１つの共通モジュールを形成している。

ドイツ国補正特許１００４９９７９Ｃ５号明細書欧州特許第１４５７３６５Ｂ１号明細書

本発明の目的は、車両内部の温度を検出するためのセンサモジュールと、このセンサモジュールに対応する、車両内部の温度を判定するための装置を開発することである。この型のセンサモジュールは、請求項１のプリアンブルに挙げられており、また、この型の装置は、請求項４のプリアンブルに挙げられている。これらによって、費用効果があり、簡単な方法でセンサモジュールの熱絶縁を改善することができる。

この目的は、本発明によるセンサモジュールと装置とによって達成することができる。センサモジュールは、車両内部の温度を検出するためのものであり、請求項１に記載している特徴を有する。またこの装置は、車両内部の温度を判定するためのものであり、請求項４に記載している特徴を有する。さらに、従属請求項は、本発明の有利な実施形態として、更なる特徴を含んでいる。

本発明によって得られる利点は、第２のハウジングと、キャリアボードの表面、およびそれに対応する、第２のハウジングの壁の間に存在する空気層とによって、センサモジュールの熱絶縁が、簡単な方法で改善できることである。

更に、本発明の実施形態によると、センサモジュールと、更なるセンサモジュールとの間の熱的遮断を改善することができる。この更なるセンサモジュールは、例えば、車両内部の温度を判定するための、本発明による装置の中で使用され、本発明のセンサモジュールによって検出した内部の温度を補正することができる。

すなわち、本発明の実施形態によると、コンパクトな設計が可能となり、それにより、内部温度センサの分野において、熱の影響の良好な遮断と補償を行うことができる。さらに、本発明によるセンサモジュールでは、関連する空調システムの排気温度と排気量との間のバランスを取ることにより、その動的特性を改善することができる。その結果、これらの技術的改善によって、システムを適応的に調整することができる。

従って、車両内部の温度を検出するための、本発明によるセンサモジュールは、車両内部の温度を検出するための第１の温度センサと、日照を検出するための放射センサとを備えている。また、温度センサおよび放射センサは、共通の第１のハウジングの中に配置され、第１の接触要素を介して、キャリアボードの導電トラックに電気的に接続されている。本発明によって、第２のハウジングが設けられ、第２のハウジングは、少なくとも、第１の接触要素とキャリアボードとを取り囲み、それぞれ、キャリアボードの両表面と、これらの各々に対向する第２のハウジングの対応する両壁との間に、各々熱絶縁の目的の空気層を形成している。さらに、この車両内部温度検出用センサモジュールは、別のセンサモジュールであって、上記第２のハウジングを少なくとも部分的に取り囲む、実質的に密閉されたセンサ空間の空気流の温度、及び／又はこのセンサ空間を実質的に密閉する少なくとも１つの境界壁の温度を検出する第２の温度センサを有する別のセンサモジュールにより、その熱的環境条件が判定されるようになっており、もって、上記放射センサ及び／又は上記第２の温度センサによって提供される情報を使用して、上記第１の温度センサによって検出された上記車両内部の温度を補正することができる。

車両内部の温度を判定するための本発明による装置は、車両内部の温度を検出するための第１の温度センサと、上記第２のハウジングを少なくとも部分的に取り囲む、実質的に密閉されたセンサ空間の空気流の温度、および／またはこのセンサ空間を実質的に密閉する少なくとも１つの境界壁の温度を検出するための第２の温度センサと、日照を検出するための放射センサとを備えている。第２の温度センサ、および／または放射センサによって提供される情報は、第１の温度センサによって検出された車両内部の温度を補正するために使用される。第１の温度センサおよび放射センサは、共通のハウジングの中に配置され、第１の接触要素を介して、キャリアボードの導電トラックに電気的に接続されている。本発明においては、第１の温度センサおよび放射センサは、本発明によるセンサモジュールの一部を形成している。この場合には、温度の検出とその処理は、第１の温度センサおよび放射センサ（例えば、フォトダイオードを使用）によって実行される。フォトダイオードを使用した放射センサは、日照の影響を補償するために使用される。第２の温度センサは、センサモジュールのキャリアボードに対する熱の影響を補償するために使用される。本発明の基本的な考え方は、本発明によるセンサモジュールの熱的遮断を改善することである。

本発明によるセンサモジュールの有利な実施形態においては、キャリアボードは、第２の接触要素を介して、少なくとも１つの制御ボードに電気的に接続され、この制御ボードの上に、評価および制御回路が配置されている。第２の接触要素は、例えば、プラグピンであり、このプラグピンによって、対応する接触要素を介して、制御ボードと簡単な形で、電気的接続と機械的接続とを有利に行うことができる。

本発明によるセンサモジュールの更なる有利な実施形態においては、導電トラックは、少なくともキャリアボードの表面に、メアンダライン状および／またはループ状に配置されている。導電トラックをこのように長くすることにより、本発明によるセンサモジュールを熱的擾乱から遮断し、熱の影響を最小にすることができる。

第２の温度センサは、上記キャリアボードである第１のキャリアボードとは別の第２のキャリアボードの上に配置され、導電トラックに電気的に接続されると有利である。ここで、導電トラックは、センサモジュールからの熱的遮断を改善するために、同様に、メアンダライン状および／またはループ状にして、少なくとも第２のキャリアボードの表面に配置される。センサ空間は、少なくとも１つの境界壁によって、例えば横方向に仕切られている。少なくとも１つの境界壁からの熱の影響を判定するために、第２のキャリアボードは、少なくとも１つの熱伝導表面を介して、センサ空間の少なくとも１つの境界壁に、熱的に結合している。

本発明による装置の更なる有利な実施形態においては、第２のキャリアボードは、第３の接触要素を介して、少なくとも１つの制御ボードに電気的に接続され、この制御ボードの上に、評価および制御回路が配置されている。評価および制御回路の機能は、実質的に、種々のセンサの測定信号を受信して、それを評価することにより、車両内部の現在の温度を判定することである。第３の接触要素は、例えば、プラグピンであり、このプラグピンによって、対応する接触要素を介して、有利に、簡単に、制御ボードとの電気的接続および機械的接続を行うことができる。更に、第２のキャリアボードは、センサモジュールの第２のハウジングに機械的接続手段により接続することができ、事前組立をしたユニットを形成することができる。機械的接続手段は、例えば、互いに対応する係合手段である。

以下、本発明の典型的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。

車両内部の温度を検出するための、本発明によるセンサモジュールの典型的な実施形態の斜視図であり、車両内部の温度を判定するための本発明による装置の一部である、第２のハウジングおよび第２のセンサモジュールを具備していない場合を示している。車両内部の温度を検出するための、本発明によるセンサモジュールの典型的な実施形態の斜視図であり、車両内部の温度を判定するための本発明による装置の一部である、第２のハウジングおよび第２のセンサモジュールを具備している場合を示している。車両内部の温度を判定するための、本発明による装置の典型的な実施形態を、実装した状態で示す平面図ある。車両内部の温度を判定するための、本発明による装置の、図３に示す典型的な実施形態の第１の断面図である。車両内部の温度を判定するための、本発明による装置の、図３に示す典型的な実施形態の第２の断面図である。車両内部の温度を判定するための、本発明による装置の、図３に示す典型的な実施形態の第３の断面図である。

図１〜図６から分かるように、車両内部の温度を判定するための、本発明による装置１の典型的な実施形態は、第１のセンサモジュール１０と、第２のセンサモジュール２０とを備えている。第１のセンサモジュール１０は、車両内部の温度を検出するためのものであり、車両内部の温度を検出するための第１の温度センサ１２．１と、日照を検出するための放射センサ１２．２とを備えている。第２のセンサモジュール２０は、第１の温度センサ１２．１の周囲の空気流３２、および／または境界壁３４の温度を検出するための第２の温度センサ２２を備えている。

図１〜図６から分かるように、第１の温度センサ１２．１および放射センサ１２．２は、共通のハウジング１２．３の中に配置され、第１の接触要素１２．４を介して、第１のキャリアボード１４の導電トラック１６に電気的に接続されている。第２の温度センサ２２は、第２のキャリアボード２４の上に配置され、導電トラック２６に電気的に接続されている。更に、図１および図２から分かるように、第１のキャリアボード１４は、第２の接触要素１８を介して、また第２のキャリアボード２４は、第３の接触要素２８を介して、少なくとも１つの制御ボードに電気的に接続することができ、この制御ボードの上に、評価および制御回路（図示せず）が配置されている。評価および制御回路は、種々のセンサの測定信号を受信し、その受信した信号を評価して、車両内部の現在の温度を判定する。

本発明においては、第２のハウジング１１が設けられている。この第２のハウジング１１は、少なくとも第１の接触要素１２．４と第１のキャリアボード１４とを取り囲み、熱絶縁の目的で、それぞれ、第１のキャリアボード１４の表面１４．１、１４．２と、第２のハウジング１１の対応する壁１１．１、１１．２との間に空気層が存在するようにしている。

第２の温度センサ２２、および／または放射センサ１２．２によって提供される情報は、第１の温度センサ１２．１によって検出された車両内部の温度を補正するために使用される。特に、図１および図２から分かるように、導電トラック１６は、第１のキャリアボード１４の表面１４．１、１４．２に、また導電トラック２６は、第２のキャリアボード２４の表面に、メアンダライン状、および／またはループ状に配置され、これにより、第１の温度センサ１２．１と第２の温度センサ２２との間の熱的遮断が更に改善されている。

特に、図３〜図６から分かるように、図示の典型的な実施形態においては、第２の温度センサ２２は、実質的に密閉されているセンサ空間３０の中の空気流３２の温度を検出する。このセンサ空間３０は、少なくとも部分的に、第２のハウジング１１を取り囲んでいる。また第２の温度センサ２２は、少なくとも１つの熱伝導表面２５を介する熱的結合によって、センサ空間３０の中の、少なくとも１つの境界壁３４の温度を検出する。第２のセンサモジュール２０は、第１のセンサモジュール１０の熱的環境条件を判定する役目を担う。第２の温度センサ２２は、第２のキャリアボード２４に電気的に接続され、また、長くかつ細い導電トラック２６によって、第２のキャリアボード２４からの熱的遮断を実現している。同様に、第２のセンサモジュール２０は、厚い導電トラック２５を使用することにより、壁を通して、第１のセンサモジュール１０に入力される熱入力を判定する。この導電トラック２５は、更なるハウジング（境界壁３４）の中に堅くクランプされている。

図２および図４から更に分かるように、第２のキャリアボード２４は、第１のセンサモジュール１０の第２のハウジング１１に機械的接続手段により接続されている。図示されている典型的な実施形態においては、機械的接続手段は、互いに対応する係合手段１１．４、２４．４（例えば、キャッチタブ１１．４、および対応するキャッチリセス２４．４）である。また、他の型の接続（例えば、クリップ接続等）を考えることも可能である。

評価および制御回路（図示せず）は、少なくとも１つの制御ボード４０、５０の上に配置され、それぞれ、電気接触要素１８および２８と、それらに対応する接触要素４８、５８とを介して、温度センサ１２．１、２２が検出した温度値と、放射センサ１２．２が検出した放射値とを受信し、それらから、現在の車両内部の温度を判定する。評価および制御回路は、その結果を、車両のバスシステムを通して、例えば、空調システムおよび／または車両の中の他のシステムの評価および制御ユニットに渡す。

１本発明の装置
１０第１のセンサモジュール
１１第２のハウジング
１１．１、１１．２、１１．３ハウジングの壁
１１．４キャッチタブ
１２．１第１の温度センサ
１２．２放射センサ
１２．３第１のハウジング
１２．４第１の接触要素
１４第１のキャリアボード
１４．１、１４．２第１のキャリアボードの表面
１６導電トラック
１８第２の接触要素
２０第２のセンサモジュール
２２第２の温度センサ
２４第２のキャリアボード
２４．４キャッチリセス
２５、２６導電トラック
２８第３の接触要素
３０センサ空間
３２空気流
３４境界壁
４０制御ボード
４８接触要素
５０制御ボード
５８接触要素

Claims

車両内部の温度を検出するためのセンサモジュール（１０）であって、前記車両内部の温度を検出するための第１の温度センサ（１２．１）と、日照を検出するための放射センサ（１２．２）とを有し、前記第１の温度センサ（１２．１）および前記放射センサ（１２．２）は、共通の第１のハウジング（１２．３）の中に配置され、第１の接触要素（１２．４）を介して、キャリアボード（１４）の導電トラック（１６）に電気的に接続されている車両内部温度検出用センサモジュール（１０）において、
この車両内部温度検出用センサモジュール（１０）は、少なくとも前記第１の接触要素（１２．４）、および前記キャリアボード（１４）を取り囲んでいる第２のハウジング（１１）を有し、これにより、前記キャリアボード（１４）の両表面（１４．１、１４．２）と、これらの各々に対向する前記第２のハウジング（１１）の両壁（１１．１、１１．２）との間に、それぞれ空気層が存在するようになっており、
さらに、この車両内部温度検出用センサモジュール（１０）は、別のセンサモジュール（２０）であって、前記第２のハウジング（１１）を少なくとも部分的に取り囲む、実質的に密閉されたセンサ空間（３０）の空気流（３２）の温度、及び／又は前記センサ空間（３０）を実質的に密閉する少なくとも１つの境界壁（３４）の温度を検出する第２の温度センサ（２２）を有する別のセンサモジュール（２０）により、その熱的環境条件が判定されるようになっており、もって、前記放射センサ（１２．２）及び／又は前記第２の温度センサ（２２）によって提供される情報を使用して、前記第１の温度センサ（１２．１）によって検出された前記車両内部の温度を補正することができることを特徴とする車両内部温度検出用センサモジュール。
前記キャリアボード（１４）は、第２の接触要素（１８）を介して、評価および制御回路が配置されている少なくとも１つの制御ボード（４０、５０）に、電気的に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の車両内部温度検出用センサモジュール。
前記導電トラック（１６）は、少なくとも、前記キャリアボード（１４）の表面（１４．１、１４．２）に、メアンダライン状、および／またはループ状に配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の車両内部温度検出用センサモジュール。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両内部温度検出用センサモジュールを有し、前記車両内部の温度を判定するための装置であって、前記車両内部の温度を検出するための前記第１の温度センサ（１２．１）と、前記第２のハウジング（１１）を少なくとも部分的に取り囲む、実質的に密閉された前記センサ空間（３０）の空気流（３２）の温度、および／または前記センサ空間（３０）を実質的に密閉する前記少なくとも１つの境界壁（３４）の温度を検出するための前記第２の温度センサ（２２）と、日照を検出するための前記放射センサ（１２．２）とを有し、前記第２の温度センサ（２２）、および／または放射センサ（１２．２）によって提供される情報を使用して、前記第１の温度センサ（１２．１）によって検出された前記車両内部の温度を補正することができ、前記第１の温度センサ（１２．１）および前記放射センサ（１２．２）は、共通のハウジング（１２．３）の中に配置され、前記第１の接触要素（１２．４）を介して、前記キャリアボード（１４）の導電トラック（１６）に電気的に接続されていることを特徴とする装置。
前記第２の温度センサ（２２）は、前記キャリアボードである第１のキャリアボード（１４）とは別の第２のキャリアボード（２４）の上に配置され、その導電トラック（２６）に電気的に接続されていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
前記導電トラック（２６）は、少なくとも、前記第２のキャリアボード（２４）の表面に、メアンダライン状、および／またはループ状に配置されていることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
前記センサ空間（３０）は、前記少なくとも１つの境界壁（３４）によって、横方向に仕切られていることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載の装置。
前記第２の温度センサ（２２）は、前記キャリアボードである第１のキャリアボード（１４）とは別の第２のキャリアボード（２４）の上に配置され、その導電トラック（２６）に電気的に接続されており、前記第２のキャリアボード（２４）は、少なくとも１つの熱伝導表面（２５）を介して、前記センサ空間（３０）の少なくとも１つの境界壁（３４）と熱的に結合されていることを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載の装置。
前記第２の温度センサ（２２）は、前記キャリアボードである第１のキャリアボード（１４）とは別の第２のキャリアボード（２４）の上に配置され、その導電トラック（２６）に電気的に接続されており、前記第２のキャリアボード（２４）は、第３の接触要素（２８）を介して、評価および制御回路が上に配置されている、少なくとも１つの制御ボード（４０、５０）に電気的に接続されていることを特徴とする、請求項４〜８のいずれか１項に記載の装置。
前記第２の温度センサ（２２）は、前記キャリアボードである第１のキャリアボード（１４）とは別の第２のキャリアボード（２４）の上に配置され、その導電トラック（２６）に電気的に接続されており、前記第２のキャリアボード（２４）は、前記第２のハウジング（１１）に機械的接続手段により接続されていることを特徴とする、請求項４〜９のいずれか１項に記載の装置。
前記機械的接続手段は、互いに対応する係合手段（１１．４、２４．４）であることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。