DE10056694C2

DE10056694C2 - Arrangement of a temperature sensor system in a motor vehicle

Info

Publication number: DE10056694C2
Application number: DE10056694A
Authority: DE
Inventors: Hans Dieter Heimberger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2000-11-15
Filing date: 2000-11-15
Publication date: 2003-08-21
Anticipated expiration: 2020-11-16
Also published as: DE10056694A1

Description

Die Erfindung betrifft die Anordnung eines Temperatursensorsystems innerhalb eines Kraftfahrzeuges, wobei das Sensorsystem ein Thermopileelement und ein dem Thermopileelement zugeordnetes Temperaturreferenzelement bein haltet, das Thermopileelement Wärmestrahlung detektiert, die von einem oder mehreren Objekten innerhalb eines Fahrgastraums des Kraftfahrzeugs emittiert wird, die vom Thermopileelement und dem Temperaturreferenzelement er zeugten Meßsignale einer Regeleinrichtung eines Klimageräts des Kraftfahr zeugs zugeführt werden und das Meßsignal des Temperaturreferenzelements als Referenzsignal zur Bestimmung eines Temperatursignals aus dem Meß signal des Thermopileelements verwendet wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Bediengerät einer Kraftfahrzeugklimaanlage mit einem Gehäuse, das eine Frontblende aufweist und in dem ein Temperatursensorsystem angeordnet ist, das ein Thermopileelement und ein dem Thermopileelement zugeordnetes Temperaturreferenzelement beinhaltet, deren Meßsignale einer Regeleinrich tung zugeführt werden, wobei das Temperatursensorsystem derart angeordnet ist, dass Wärmestrahlung eines oder mehrerer in einem Fahrgastraum des Fahrzeugs angeordneter Objekte auf das Thermopileelement trifft. Zusätzlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Regeln der Temperatur der einem Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs zugeführten Zuluft, wobei einer Regelein richtung ein Meßsignal eines Thermopileelements und eines dem Thermopile element zugeordneten Temperaturreferenzelements zugeführt werden und das Meßsignal des Temperaturreferenzelements als Referenzsignal zur Bestim mung eines Temperatursignals aus dem Meßsignal des Thermopileelements verwendet wird.The invention relates to the arrangement of a temperature sensor system within of a motor vehicle, the sensor system being a thermopile element and a temperature reference element associated with the thermopile element stops, the thermopile element detects heat radiation from one or multiple objects emitted within a passenger compartment of the motor vehicle is that of the thermopile element and the temperature reference element testified measurement signals of a control device of an air conditioning unit of the motor vehicle stuff are supplied and the measurement signal of the temperature reference element as a reference signal for determining a temperature signal from the measurement signal of the thermopile element is used. The invention further relates to an operating device of a motor vehicle air conditioning system with a housing, the one Has front panel and in which a temperature sensor system is arranged, the one thermopile element and one assigned to the thermopile element Includes temperature reference element, the measurement signals of a Regeleinrich device are supplied, the temperature sensor system being arranged in this way is that one or more heat radiation in a passenger compartment of the Objects arranged in the vehicle meet the thermopile element. additionally The invention relates to a method for regulating the temperature of one Supply air supplied to the passenger compartment of a motor vehicle, one rule being direction a measurement signal of a thermopile element and one of the thermopile element assigned temperature reference element are supplied and that Measuring signal of the temperature reference element as a reference signal for determination tion of a temperature signal from the measurement signal of the thermopile element is used.

In Steuer- und Regelgeräten für Kraftfahrzeugklimaanlagen werden verschie dene Sensoren zur Ermittlung von Istzuständen eingesetzt. Beispiele sind Sen soren zur Ermittlung der Innenraumtemperatur, der Außentemperatur und der Ausblastemperatur der dem Innenraum zugeführten Luft sowie ein Sonnensen sor. Aus der US 5 400 964 A und der DE 198 42 895 A1 ist es bekannt einen In frarotsensor für die Temperaturmessung einzusetzen. Gemäß der US 5,400,964 A erfasst der Infrarotsensor einen bestimmten Winkelbereich des Innen raums, wobei insbesondere auch Insassen des Fahrzeuges mit erfasst werden. In der DE 198 42 895 A1 ist eine Lösung beschrieben, bei der ein Infrarotsen sor innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist, wobei das Gehäuse insbesonde re Bestandteil eines Bediengerätes der Klimaanlage ist. Das Gehäuse weist eine Frontblende auf, die dem Fahrgastraum zugewandt ist. Der innerhalb des Gehäuses angeordnete Infrarotsensor detektiert Wärmestrahlung, die auf die dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Außenfläche der Frontblende auftrifft. Als Infrarotsensor wird insbesondere ein Thermopileelement verwendet, das mit einem Temperaturreferenzelement in einem Sensorgehäuse angeordnet ist. Die vom Thermopileelement und dem Temperaturreferenzelement erzeugten elektrischen Signale werden verstärkt und einer Regelschaltung zugeführt, die eine Kompensation des Temperatursignals vollzieht.In control and regulating devices for automotive air conditioning systems are various sensors used to determine actual conditions. Examples are Sen sensors for determining the interior temperature, the outside temperature and the Blow-out temperature of the air supplied to the interior as well as a sun tan sor. From US 5 400 964 A and DE 198 42 895 A1 it is known an In use infrared sensor for temperature measurement. According to US 5,400,964 A the infrared sensor detects a certain angular range of the inside space, in particular occupants of the vehicle are also recorded. DE 198 42 895 A1 describes a solution in which an infrared sensor sor is arranged within a housing, the housing in particular re is part of an air conditioning control unit. The case points a front panel that faces the passenger compartment. The within the Infrared sensor located in the housing detects heat radiation that is transmitted to the the outer surface of the front panel facing the vehicle interior. In particular, a thermopile element is used as the infrared sensor is arranged with a temperature reference element in a sensor housing. The generated by the thermopile element and the temperature reference element electrical signals are amplified and fed to a control circuit that the temperature signal is compensated.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung eines Temperatursensorsystems anzugeben, das eine weitergehende Nutzung der von diesem Sensorsystem abgegebenen Meßsignale erlaubt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es ein Bediengerät anzugeben, das eine entsprechende Sensoranordnung ent hält. Eine dritte Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfah ren zum Regeln der Temperatur der einem Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs zugeführten Zuluft unter Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung an zugeben.The object of the invention is an arrangement of a temperature sensor system to indicate the further use of this sensor system emitted measurement signals allowed. Another object of the invention is specify an operating device that ent a corresponding sensor arrangement holds. A third object of the invention is an improved method ren for regulating the temperature of a passenger compartment of a motor vehicle supplied air using the arrangement according to the invention to admit.

Die erstgenannte Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Anordnung eines Temperatursensorsystems dadurch gelöst, dass das Temperaturreferenzele ment mit einem Wärmeleitelement thermisch gekoppelt ist, das seinerseits in engem thermischem Kontakt zu dem Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs steht, sodass das Meßsignal des Temperaturreferenzelements weitgehend proportio nal zu einer Innenraumtemperatur des Fahrgastraums ist.The first-mentioned task is a in a generic arrangement Temperature sensor system solved in that the temperature reference element ment is thermally coupled to a heat-conducting element, which in turn in there is close thermal contact with the passenger compartment of the motor vehicle, so that the measurement signal of the temperature reference element is largely proportional is to an interior temperature of the passenger compartment.

Beim herkömmlichen Einsatz eines Temperatursensorsystems, das ein Ther mopileelement und ein dem Thermopileelement zugeordnetes Temperaturrefe renzelement beinhaltet, wird das Temperaturreferenzelement lediglich dazu verwendet, um aus dem Meßsignal des Thermopileelements eine absolute Temperatur bestimmen zu können. Bei einem Thermopileelement ist eine Viel zahl von miniaturisierten Thermoelementen (z. B. Bi/Sn) im Sensor angeordnet und die auftreffende Strahlung wird in ein elektrisches Signal umgewandelt. Das Thermopileelement weist dabei eine sogenannte warme Seite und eine sogenannte kalte Seite auf. Das Ausgangssignal des Thermopileelements ist von der Temperaturdifferenz zwischen der warmen und der kalten Seite ab hängig. Die Temperatur der kalten Seite des Thermopileelements entspricht der Umgebungstemperatur des Thermopileelements und muss für eine absolute Angabe der Temperatur des Objekts, dessen Strahlung detektiert wird, separat bestimmt werden. Diese Bestimmung der Temperatur der kalten Seite des Thermopileelements erfolgt durch ein Temperaturreferenzelement, bei dem es sich beispielsweise um einen Thermistor oder einen pn-Übergang handeln kann. Das Meßsignal des Temperaturreferenzelementes wird daher bei be kannten Anordnungen ausschließlich zur Kalibrierung des Meßsignals des Thermopileelements verwendet.In the conventional use of a temperature sensor system that a Ther mopile element and a temperature ref associated with the thermopile element contains limit element, the temperature reference element is only to used an absolute from the measurement signal of the thermopile element To be able to determine temperature. There is a lot in a thermopile element Number of miniaturized thermocouples (e.g. Bi / Sn) arranged in the sensor and the incident radiation is converted into an electrical signal. The thermopile element has a so-called warm side and one so-called cold side. The output signal of the thermopile element is on the temperature difference between the warm and the cold side pending. The temperature of the cold side of the thermopile element corresponds to that Ambient temperature of the thermopile element and must for an absolute Specify the temperature of the object whose radiation is detected, separately be determined. This determination of the temperature of the cold side of the Thermopile element is made by a temperature reference element, where it are, for example, a thermistor or a pn junction can. The measurement signal of the temperature reference element is therefore at be knew arrangements exclusively for the calibration of the measurement signal of Thermopile element used.

Es wurde nunmehr erkannt, dass auch das Meßsignal des Temperaturreferen zelementes bei Verwendung des Temperatursensorsystems für eine Kraftfahr zeugklimaanlage als eigenständiges Temperatursignal verwendet werden kann. It has now been recognized that the measurement signal from the temperature reference zelementes when using the temperature sensor system for a motor vehicle air conditioning can be used as a separate temperature signal.

Hierzu wird das Temperaturreferenzelement mit einem Wärmeleitelement (Wärmetauscher) thermisch gekoppelt, wobei das Wärmeleitelement seiner seits in engem thermischem Kontakt zu dem Fahrgastraum des Kraftfahrzeu ges steht. Hierdurch ist das Meßsignal des Temperaturreferenzelementes weit gehend proportional zu einer Innenraumtemperatur des Fahrgastraums. Von einer Regeleinrichtung der Klimaanlage kann somit das Meßsignal des Tempe raturreferenzelementes als Innenraumtemperatur verarbeitet werden. Darüber hinaus kann das kalibrierte Temperatursignal des Thermopileelements als Ob jekttemperatursignal eines im Fahrgastraum befindlichen Objekts zusätzlich zu einem Innenraumtemperatursignal von der Regeleinrichtung verarbeitet wer den. Bei dem Objekt kann es sich beispielsweise um einen Fahrzeugsitz oder einen bestimmten Bereich im Fahrzeug handeln, wie dies auch in der bereits erwähnten US 5,400,964 der Fall ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Temperatursensorsystems werden somit nunmehr zwei Meßsignale für die Regeleinrichtung zur Verfügung gestellt, die auch als zwei Eingangssignale eines Regelalgorithmus weiter verarbeitet werden.For this purpose, the temperature reference element with a heat conducting element (Heat exchanger) thermally coupled, the heat-conducting element partly in close thermal contact with the passenger compartment of the motor vehicle is standing. As a result, the measurement signal of the temperature reference element is wide going proportional to an interior temperature of the passenger compartment. Of A control device of the air conditioning system can thus measure the tempe rature reference element can be processed as interior temperature. About that In addition, the calibrated temperature signal of the thermopile element as Ob ject temperature signal of an object in the passenger compartment in addition to an indoor temperature signal processed by the control device the. The object can be, for example, a vehicle seat or act a certain area in the vehicle, as it does in the already mentioned US 5,400,964 is the case. Through the arrangement according to the invention of the temperature sensor system are now two measurement signals for the Control device provided, which also acts as two input signals of a control algorithm can be processed further.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das Thermopileelement und das Temperaturreferenzelement in einem gemeinsamen Sensorgehäuse angeordnet und das Sensorgehäuse ist sowohl mit dem Temperaturreferenze lement als auch mit dem Wärmeleitelement thermisch gekoppelt. Hierbei kön nen kommerziell erhältliche Thermopilesensorsysteme eingesetzt werden, wo bei durch die thermische Kopplung des Sensorgehäuses mit dem Wärmeleite lement sichergestellt wird, dass das Sensorgehäuse die gewünschte Tempe ratur des Kraftfahrzeuginnenraumes aufweist. Dies ermöglicht eine verdeckte Anordnung des Temperatursensorsystems im Kraftfahrzeug.In an advantageous embodiment of the invention, the thermopile element and the temperature reference element in a common sensor housing arranged and the sensor housing is both with the temperature reference element and thermally coupled to the heat-conducting element. Here, commercially available thermopile sensor systems are used where at through the thermal coupling of the sensor housing with the thermal conductor element ensures that the sensor housing has the desired temperature rature of the motor vehicle interior. This enables a covert Arrangement of the temperature sensor system in the motor vehicle.

In einer besonderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Wärmeleitele ment Bestandteil eines Bediengerätes des Klimageräts, insbesondere einer Frontblende des Bediengerätes, ist. Durch die Anordnung des Temperatursen sorsystems innerhalb eines Bediengerätes ergibt sich eine besonders kom pakte Anordnung, die insbesondere eine aufwendige Verkabelung entbehrlich macht. In der Regel ist innerhalb des Bediengerätes auch die Regeleinrichtung angebracht, sodass sich kurze Wege zwischen dem Temperatursensorsystem und der Regeleinrichtung ergeben. Die Frontblende des Bediengerätes ist dem Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges zugewendet und weist daher auch weitge hend die Temperatur des Fahrgastraumes auf.In a special embodiment it is provided that the heat conduction ment part of an operating device of the air conditioner, especially one Front panel of the control unit. By arranging the Temperatursen sorsystems within an operating device results in a particularly com Compact arrangement, which in particular dispenses with complex wiring makes. As a rule, the control device is also within the operating device attached so that there are short distances between the temperature sensor system and the control device. The front panel of the control unit is Passenger compartment of the motor vehicle is turned and therefore also has weitge the temperature of the passenger compartment.

Gegebenenfalls ist das Wärmeleitelement bzw. die Frontblende thermisch weitgehend von Wärmequellen (z. B. elektronische Bauelemente) innerhalb des Bediengerätes zu entkoppeln. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Frontblende nur punktuell mit dem sonstigen Gehäuse des Bedienge rätes verbunden ist, eine zum Inneren des Gehäuses hin angebrachte thermi sche Isolierschicht aufweist oder hinterlüftet ist.The heat-conducting element or the front panel may be thermal largely from heat sources (e.g. electronic components) within the To decouple the control unit. This can be done, for example, by that the front panel only sporadically with the other housing of the operator is connected, a thermi attached to the interior of the housing cal insulating layer or is ventilated.

Damit das Temperaturreferenzelement eng mit der Innenraumtemperatur des Fahrgastraums gekoppelt ist, weist das Wärmeleitelement vorzugsweise eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf. Besonders bevorzugt wird daher ein Wärmeleite lement, das aus Metall besteht oder einen metallischen Anteil aufweist. Insbe sondere kann das Wärmeleitelement vorteilhafterweise eine metallische Be schichtung oder einen metallischen Kern aufweisen. In beiden Fällen wird durch die hohe Wärmeleitfähigkeit des Metalls der gewünschte Effekt erreicht.So that the temperature reference element closely with the interior temperature of the Coupled passenger compartment, the heat-conducting element preferably has a high thermal conductivity. Thermal conductivity is therefore particularly preferred element that consists of metal or has a metallic portion. in particular in particular, the heat-conducting element can advantageously be a metallic Be layering or have a metallic core. In both cases the desired effect is achieved due to the high thermal conductivity of the metal.

Ein gattungsgemäßes Bediengerät einer Kraftfahrzeugklimaanlage ist erfin dungsgemäß derart weitergebildet, dass das Temperaturreferenzelement in engem thermischem Kontakt zur Frontblende oder einem Teil der Frontblende steht, das seinerseits mit dem Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs thermisch ge koppelt ist. Insbesondere ist das Wärmeleitelement thermisch weitgehend von Wärmequellen innerhalb des Bediengerätes entkoppelt.A generic control device of a motor vehicle air conditioning system is invented further developed in such a way that the temperature reference element in close thermal contact with the front panel or part of the front panel is, which in turn thermally ge with the passenger compartment of the motor vehicle is coupled. In particular, the heat-conducting element is largely thermally from Heat sources decoupled within the control unit.

Ein gattungsgemäßes Verfahren zum Regeln der Temperatur der einem Fahr gastraum eines Kraftfahrzeugs zugeführten Zuluft ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass das Meßsignal des Temperaturreferenzelements zusätz lich als Innenraumtemperatursignal des Fahrgastraums der Berechnung der Temperatur der Zuluft zugrunde gelegt wird. Vorteilhafterweise wird das Meßsi gnal des Thermopileelements als Objekttemperatursignal eines im Fahrga straum befindlichen Objekts zusätzlich zu einem Innenraumtemperatursignal von der Regeleinrichtung verarbeitet.A generic method for regulating the temperature of a vehicle The supply air supplied to the passenger compartment of a motor vehicle is thereby according to the invention characterized in that the measurement signal of the temperature reference element additional Lich as an interior temperature signal of the passenger compartment calculating the Temperature of the supply air is used. The Meßsi is advantageously gnal of the thermopile element as an object temperature signal in the Fahrga object in addition to an interior temperature signal processed by the control device.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below using exemplary embodiments and Drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Klimaanlage eines Kraftfahr zeugs, Fig. 1 is a schematic representation of an air conditioning system of a motor truck driving,

Fig. 2 die Anordnung eines Temperatursensorsystems innerhalb der Frontblende eines Bediengeräts im Kraftfahrzeug, Fig. 2 shows the arrangement of a temperature sensor system within the front panel of a control device in the motor vehicle,

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt der Anordnung des Temperatursen sorsystems in der Frontblende, Fig. 3 shows an enlarged section of the arrangement of the Temperatursen sorsystems in the front panel,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Temperatursensorsystems und seine Verbindung zur Regeleinrichtung, Fig. 4 is a schematic representation of the temperature sensor system and its connection to the control device,

Fig. 5 eine erste Ausgestaltung einer thermischen Entkopplung des Temperatursensorsystems von einer Frontblende, Fig. 5 shows a first embodiment of a thermal decoupling of the temperature sensing system of a front panel,

Fig. 6 ein zweites Beispiel einer thermischen Entkopplung des Tempe ratursensorsystems von einer Frontblende, Fig. 6 shows a second example of a thermal decoupling of Tempe ratursensorsystems of a front panel,

Fig. 7 ein Temperatursensorsystem mit einem Wärmetauscher mit ver größerter Oberfläche. Fig. 7 shows a temperature sensor system with a heat exchanger with a larger surface.

Fig. 1 zeigt die wesentlichen Komponenten einer Klimatisierungs- und Belüf tungsanlage eines Kraftfahrzeuges. Über die Frischluftklappe 2 wird Frischluft aus der Umgebung des Fahrzeugs in das Kraftfahrzeug selbst angesaugt. Die Stellung der Frischluftklappe 2 wird von einem Stellmotor 13 in Abhängigkeit von elektrischen Signalen gesteuert, die vom Steuer- und Bediengerät 7 aus gegeben werden. Über die Umluftklappe 3, die in Abhängigkeit von elektrischen Signalen des Steuer- und Bediengerätes 7 über einen Stellmotor 14 angesteu ert wird, kann Luft aus dem Fahrgastraum 15 des Kraftfahrzeugs angesaugt werden. Durch den Ventilator 4 werden Um- und Frischluft in den Fahrgastraum 15 befördert. Auf dem Weg in den Fahrgastraum 15 passiert die Luft einen Verdampfer 6 einer Kälteanlage sowie gegebenenfalls - abhängig von der Stellung einer Temperaturklappe 9 - einen Wärmetauscher 8. Im Heizbetrieb wird die Luft durch den Wärmetauscher 8 erwärmt. Über Ausströmer 10 wird die gegebenenfalls gekühlte oder erwärmte Luft dem Fahrgastraum 15 zuge führt. Die Luftverteilung kann hierbei mit Luftverteilerklappen 11 reguliert wer den. Fig. 1 shows the essential components of an air conditioning and ventilation system of a motor vehicle. Fresh air from the surroundings of the vehicle is drawn into the motor vehicle itself via the fresh air flap 2 . The position of the fresh air flap 2 is controlled by an actuator 13 as a function of electrical signals which are output by the control and operating device 7 . Air can be drawn in from the passenger compartment 15 of the motor vehicle via the recirculation flap 3 , which is actuated as a function of electrical signals from the control and operating device 7 via a servomotor 14 . Circulating and fresh air are conveyed into the passenger compartment 15 by the fan 4 . On the way into the passenger compartment 15 , the air passes an evaporator 6 of a refrigeration system and, if appropriate - depending on the position of a temperature flap 9 - a heat exchanger 8 . In heating mode, the air is heated by the heat exchanger 8 . Via air vents 10 , the possibly cooled or heated air is supplied to the passenger compartment 15 . The air distribution can be regulated with air distribution flaps 11 who.

Nicht näher dargestellte Sensoren, insbesondere Temperatursensoren, liefern Istwerte für die Klimaregelung. Sollwerte können über Bedienelemente einge stellt werden, die am Steuer- und Bediengerät 7 angebracht sind.Sensors, not shown, in particular temperature sensors, supply actual values for the climate control. Setpoints can be set using controls that are attached to the control and operating device 7 .

Fig. 2 zeigt schematisch die Anordnung eines Infrarotsensorsystems 1 inner halb des Gehäuses 21 eines Bediengerätes 7 der Klimaanlage. Bestandteil des Gehäuses 21 ist die Frontblende 22, die dem Fahrgastinnenraum 15 zuge wandt ist. Ein solches Bediengerät ist in der Regel in die Mittelkonsole 23 des Fahrzeugs integriert. Die Frontblende 22 enthält ein Anzeigeelement 24 sowie Bedienelemente 25, 26. Das Infrarotsensorsystem 1 kann innerhalb des Bedi engerätes 7 beispielsweise auf einer Leiterplatte angeordnet sein, die auch die Steuer- und Regelelektronik trägt. Die Frontblende 22 ist dem Fahrgastraum 15 zugewandt und weist weitgehend dieselbe Temperatur auf wie der Fahrga straum selbst. Eine Aufheizung der Frontbende 22 durch Sonneneinstrahlung kann durch geeignete Plazierung des Geräts innerhalb des Kraftfahrzeugs oder durch eine reflektierende Beschichtung der Frontblende 22 vermieden werden. Das Temperatursensorsystem 1 ist über Wärmeleitelemente 28, 29 mit der Frontblende 22 thermisch gekoppelt. Hierzu bestehen die Wärmeleitelemente 28, 29 beispielsweise ebenso wie die Frontblende 22 aus einem metallischen Material. Zur Vergrößerung der dem Fahrgastraum 15 zugewandten Oberfläche der Frontblende 22 sind Rippen 27 vorgesehen. Das Temperatursensorsystem 1 detektiert Wärmestrahlung, die von einem Objekt 30 innerhalb des Fahrga straums emittiert wird. Fig. 2 shows schematically the arrangement of an infrared sensor system 1 inside half of the housing 21 of an operating device 7 of the air conditioning system. Part of the housing 21 is the front panel 22 which is facing the passenger compartment 15 . Such an operating device is usually integrated in the center console 23 of the vehicle. The front panel 22 contains a display element 24 and control elements 25 , 26 . The infrared sensor system 1 can be arranged within the operating device 7, for example on a circuit board which also carries the control and regulating electronics. The front panel 22 facing the passenger compartment 15 and substantially has the same temperature as the Fahrga Straum itself. A heating of the Frontbende 22 by solar radiation, by suitable placement of the device can be avoided 22 within the motor vehicle or by a reflective coating of the front panel. The temperature sensor system 1 is thermally coupled to the front panel 22 via heat-conducting elements 28 , 29 . For this purpose, the heat-conducting elements 28 , 29, for example, as well as the front panel 22, consist of a metallic material. Ribs 27 are provided to enlarge the surface of the front panel 22 facing the passenger compartment 15 . The temperature sensor system 1 detects heat radiation, which is emitted by an object 30 within the Fahrga straums.

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Temperatursensorsystems 1, der Wärmeleitelemente 28, 29 und der Frontblende 22. Aus dieser Ansicht ist er sichtlich, dass die Wärmeleitelemente 28, 29 mit der Frontblende 22 einstückig hergestellt sind. Durch eine solche einstückige Ausgestaltung werden Schwachstellen in der Wärmeübertragung sicher vermieden, die ansonsten an Verbindungsstellen der Wärmeleitelemente 28, 29 mit der Frontblende 22 auf treten könnten. Fig. 3 shows an enlarged view of the temperature sensor system 1, the heat-conducting elements 28, 29 and the front aperture 22. From this view, it is clear that the heat-conducting elements 28 , 29 are made in one piece with the front panel 22 . Such a one-piece design reliably prevents weak points in the heat transfer that could otherwise occur at connection points of the heat-conducting elements 28 , 29 with the front panel 22 .

Fig. 4 zeigt einen schematisierten Schnitt durch das Temperatursensorsystem 1 sowie dessen Verbindung mit der Regeleinrichtung 41. Die von dem Objekt 30 innerhalb des Fahrgastraums emittierte Wärmestrahlung gelangt über ein Infrarotfilter 42, welches das Temperatursensorsystem 1 in Strahlrichtung ab schließt, zum Thermopileelement 43. Das Thermopileelement 43 liefert ein Meßsignal, das an die Regeleinrichtung 41 weitergeleitet wird. Innerhalb des gleichen Gehäuses 44 ist neben dem Thermopileelement 43 das Temperatur referenzelement 45 angeordnet. Auf Grund seiner räumlichen Nähe zum Thermopileelement 43 bestimmt das Temperaturreferenzelement 45 die Refe renztemperatur des kalten Thermoschenkels des Thermopileelements 43. Das Meßsignal des Temperaturreferenzelements 45 wird ebenfalls an die Regelein richtung 41 weitergeleitet. FIG. 4 shows a schematic section through the temperature sensor system 1 and its connection to the control device 41 . The thermal radiation emitted by the object 30 within the passenger compartment passes through an infrared filter 42 , which closes the temperature sensor system 1 in the beam direction, to the thermopile element 43 . The thermopile element 43 supplies a measurement signal which is forwarded to the control device 41 . Within the same housing 44 , the temperature reference element 45 is arranged next to the thermopile element 43 . Due to its spatial proximity to the thermopile element 43 , the temperature reference element 45 determines the reference temperature of the cold thermopile of the thermopile element 43 . The measurement signal of the temperature reference element 45 is also forwarded to the Regelein device 41 .

Auf Grund der zuvor beschriebenen Anordnung des Temperatursensorsystems 1 innerhalb einer Frontblende ist das Gehäuse 44 mit den Wärmeleitelementen 28, 29 verbunden, sodass das vom Temperaturreferenzelement 45 generierte Meßsignal der Innenraumtemperatur des Fahrgastraums des Kraftfahrzeuges entspricht.Due to the arrangement of the temperature sensor system 1 described above within a front panel, the housing 44 is connected to the heat-conducting elements 28 , 29 , so that the measurement signal generated by the temperature reference element 45 corresponds to the interior temperature of the passenger compartment of the motor vehicle.

Die Regeleinrichtung 41 verwendet das vom Temperaturreferenzsignal 45 ge lieferte Signal nun in zweierlei Hinsicht. Zum Einen wird das Signal des Tempe raturreferenzelementes 45 direkt als Maß für die Innenraumtemperatur des Kraftfahrzeuges verwendet. Zum Anderen wird das Meßsignal des Temperatur referenzelementes 45 zur Bestimmung der Objekttemperatur des Objektes 30 zusammen mit dem Meßsignal des Thermopileelements 43 verwendet. The control device 41 now uses the signal supplied by the temperature reference signal 45 ge in two ways. On the one hand, the signal of the temperature reference element 45 is used directly as a measure of the interior temperature of the motor vehicle. On the other hand, the measurement signal of the temperature reference element 45 is used to determine the object temperature of the object 30 together with the measurement signal of the thermopile element 43 .

Das Meßsignal des Thermopileelementes 43 gibt die Differenz zwischen dem warmen und kalten Schenkel des Thermopileelements wieder. Die Temperatur des warmen Schenkels ist dabei durch die vom Objekt 30 auftreffende Strah lung bestimmt, während die Temperatur des kalten Schenkels der Referenz temperatur entspricht, die von dem Temperaturreferenzelement 45 gemessen wird. Die Temperatur des Objektes 30 ergibt sich nun dadurch, dass die aus dem Meßsignal des Thermopileelements abgeleitete Temperaturdifferenz zwi schen dem warmen und kalten Schenkel zur Temperatur des Temperaturrefe renzelementes 45 hinzu addiert wird. Das so gewonnene Temperatursignal wird von der Regeleinrichtung 41 als Objekttemperatur dem Regelvorgang ebenso zu Grunde gelegt, wie die auf Grund des Meßsignals des Temperatur referenzelements 45 gewonnene Innenraumtemperatur.The measurement signal of the thermopile element 43 reflects the difference between the warm and cold leg of the thermopile element. The temperature of the warm leg is determined by the radiation impinging on the object 30 , while the temperature of the cold leg corresponds to the reference temperature measured by the temperature reference element 45 . The temperature of the object 30 results from the fact that the temperature difference between the warm and cold leg derived from the measurement signal of the thermopile element is added to the temperature of the temperature reference element 45 . The temperature signal obtained in this way is used by the control device 41 as the object temperature for the control process, as is the interior temperature obtained on the basis of the measurement signal of the temperature reference element 45 .

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung werden somit der Regeleinrichtung 41 zwei Meßsignale zur Verfügung gestellt, die als Maß für die Innenraumtempe ratur und als Maß für eine Objekttemperatur von der Regeleinrichtung 41 weiter verarbeitet werden können. Dies erfolgt in an sich bekannter Weise durch ent sprechende Regelalgorithmen, die eine Verknüpfung der verschiedenen Ein gangssignale vornehmen und daraus ein Regelsignal unter Beachtung der vor genommenen Einstellungen bestimmen.With the arrangement according to the invention, the control device 41 is thus provided with two measurement signals which can be processed further by the control device 41 as a measure of the interior temperature and as a measure of an object temperature. This is done in a manner known per se by corresponding control algorithms which link the various input signals and determine a control signal therefrom taking into account the settings made.

Fig. 5 zeigt eine Anordnung des Temperatursensorsystems 1 innerhalb einer Frontblende 51, mit der eine gute thermische Entkopplung zwischen diesen erzielt wird. Das Temperatursensorsystem 1 ist mit einem Wärmeleitelement 52 thermisch gekoppelt, dass eine gute thermische Kopplung zum Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges jedoch nur eine sehr geringe thermische Kopplung zur Frontblende 51 aufweist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Wärmeleitelement 52 nur punktuell mit der Frontblende 51 verbunden ist, gleichzeitig aber so angeordnet ist, dass Luft zwischen der Frontblende 51 und dem Wärmeleitelement 52 vom Fahrgastraum aus durchströmen kann. Fig. 5 shows an arrangement of the temperature sensor system 1 within a front panel 51, with the good thermal decoupling is achieved therebetween. The temperature sensor system 1 is thermally coupled to a heat-conducting element 52 , but a good thermal coupling to the passenger compartment of the motor vehicle has only a very slight thermal coupling to the front panel 51 . This can be achieved, for example, by the fact that the heat-conducting element 52 is only connected to the front panel 51 at certain points, but at the same time is arranged such that air can flow through between the front panel 51 and the heat-conducting element 52 from the passenger compartment.

Fig. 6 zeigt eine zweite Ausgestaltung mit einer guten thermischen Entkopp lung zwischen dem Temperatursensorsystem 1 und einem Gehäuse 61 eines Bediengerätes. Das Temperatursensorsystem 1 ist thermisch eng mit dem Wärmeleitelement 63 gekoppelt. Ähnlich wie bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform weist das Wärmeleitelement 63 eine gute thermische Kopp lung zum Fahrgastraum auf, jedoch nur eine geringe thermische Kopplung zur Frontblende 62. Insbesondere ist wiederum eine Hinterströmung des Wärme leitelements 63 durch Luft aus dem Fahrgastraum vorgesehen. Zusätzlich ist nun aber auch die Frontblende 62 weitgehend thermisch vom Gehäuse 61 des Bediengerätes entkoppelt, sodass eine Aufheizung des Gehäuses 61 durch Wärmequellen innerhalb des Gehäuses nicht auf das Temperatursensorsystem 1 übertragen wird. Eine solche thermische Entkopplung der Frontblende 62 von dem Gehäuse 61 kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Ver bindung durch einen thermisch schlecht leitfähigen Kunststoff oder durch eine Verbindung geringen Querschnitts erfolgt. Fig. 6 shows a second embodiment with a good thermal decoupling between the temperature sensor system 1 and a housing 61 of an operating device. The temperature sensor system 1 is thermally closely coupled to the heat-conducting element 63 . Similar to the embodiment shown in FIG. 5, the heat-conducting element 63 has a good thermal coupling to the passenger compartment, but only a slight thermal coupling to the front panel 62 . In particular, a backflow of the heat guide element 63 is provided by air from the passenger compartment. In addition, the front panel 62 is now largely thermally decoupled from the housing 61 of the operating device, so that heating of the housing 61 by heat sources within the housing is not transmitted to the temperature sensor system 1 . Such thermal decoupling of the front panel 62 from the housing 61 can be achieved, for example, in that the connection is made by a thermally poorly conductive plastic or by a connection with a small cross section.

Fig. 7 zeigt ein Temperatursensorsystem 1, das mit einem Wärmeleitelement 71 thermisch gekoppelt ist. Das Wärmeleitelement 71 weist hierbei Rippen 72 auf, sodass eine Vergrößerung der Oberfläche zum Fahrgastinnenraum hin erreicht wird. Hierdurch ergibt sich eine besonders gute Wärmeübertragung zwischen dem Fahrgastinnenraum und dem Temperatursensorsystem 1. Wie aus Fig. 7b hervorgeht, ist ein zentraler Bereich des Wärmeleitelements (Wärmetauscher) 71 jedoch freigehalten, in dem ein Einfallsfenster 73 des Temperatursensorsystems 1 angeordnet ist. Fig. 7 shows a temperature sensor system 1, which is thermally coupled to a thermally conductive element 71st The heat-conducting element 71 in this case has ribs 72 , so that the surface area is increased toward the passenger compartment. This results in a particularly good heat transfer between the passenger compartment and the temperature sensor system 1 . As can be seen from FIG. 7b, a central area of the heat-conducting element (heat exchanger) 71 is kept clear, in which an incidence window 73 of the temperature sensor system 1 is arranged.

Weitere spezielle Ausgestaltungen eines Wärmeleitelements (Wärmetauscher) sowie einer Entkopplung des Wärmeleitelementes sind dem Fachmann ohne weiteres möglich.Other special designs of a heat-conducting element (heat exchanger) and a decoupling of the heat-conducting element are without the expert further possible.

Claims

1. Arrangement of a temperature sensor system ( 1 ) within a motor vehicle, wherein
the sensor system ( 1 ) includes a thermopile element ( 43 ) and a temperature reference element ( 45 ) assigned to the thermopile element ( 43 ),
the thermopile element ( 43 ) detects heat radiation which is emitted by one or more objects ( 30 ) within a passenger compartment ( 15 ) of the motor vehicle,
the measurement signals generated by the thermopile element ( 43 ) and the temperature reference element ( 45 ) are fed to a control device ( 41 ) of a climate control device of the motor vehicle and
the measurement signal of the temperature reference element ( 45 ) is used as a reference signal for determining a temperature signal from the measurement signal of the thermopile element ( 43 ),
characterized in that the temperature reference element (45) having a heat-conducting element (28, 29; 52; 63; 71) is thermally coupled, in turn, of the motor vehicle is in close thermal contact to the passenger compartment (15) so that the measurement signal of the temperature reference element (45 ) is largely proportional to an interior temperature of the passenger compartment ( 15 ).

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the thermo pile element ( 43 ) and the temperature reference element ( 45 ) are arranged in a common sensor housing ( 44 ) and the sensor housing ( 44 ) with both the temperature reference element ( 45 ) and with the Thermally conductive element ( 28 , 29 ; 52 ; 63 ; 71 ) is thermally coupled.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the heat-conducting element ( 28 , 29 ; 52 ; 63 ; 71 ) is part of an operating device ( 7 ) of the air conditioning device, in particular a front panel ( 22 ) of the operating device ( 7 ).

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the heat-conducting element ( 28 , 29 ; 52 ; 63 ; 71 ) is largely thermally decoupled from heat sources within the control unit ( 7 ).

5. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-conducting element ( 28 , 29 ; 52 ; 63 ; 71 ) consists of metal or has a metallic portion.

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the heat-conducting element ( 28 , 29 ; 52 ; 63 ; 71 ) has a metallic coating.

7. Arrangement according to claim 5, characterized in that the heat-conducting element ( 28 , 29 ; 52 ; 63 ; 71 ) has a metallic core.

8. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the measurement signal of the heat-conducting element ( 28 , 29 ; 52 ; 63 ; 71 ) is processed by the control device ( 41 ) as an interior temperature signal.

9. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the measurement signal of the thermopile element ( 43 ) is processed as an object temperature signal of an object located in the passenger compartment ( 30 ) in addition to an interior temperature signal from the control device ( 41 ).

10. Operating device of a motor vehicle air conditioning system with a housing ( 21 ) which has a front panel ( 22 ) and in which a temperature sensor system ( 1 ) is arranged, which includes a thermopile element ( 43 ) and a thermopile element ( 43 ) associated temperature reference element ( 45 ) , whose measuring signals are fed to a control device ( 41 ), the temperature sensor system ( 1 ) being arranged such that heat radiation from one or more objects ( 30 ) arranged in a passenger compartment ( 15 ) of the vehicle hits the thermopile element ( 43 ), thereby characterized in that the temperature reference element ( 45 ) is in close thermal contact with the front panel ( 22 ) or part of the front panel, which in turn is thermally coupled to the passenger compartment ( 15 ) of the motor vehicle.

11. Operating device according to claim 10, characterized in that the heat-conducting element ( 28 , 29 ) is largely thermally decoupled from heat sources within the operating device ( 7 ).

12. Operating device according to one of claims 10 or 11 , characterized in that the front panel ( 22 ) or the part of the front panel which is thermally coupled to the passenger compartment ( 15 ) of the vehicle is made of metal or has a metallic component, preferably in the form of a metallic core or a metallic coating.

13. Method for regulating the temperature of the supply air supplied to a passenger compartment of a motor vehicle, a control device ( 41 ) being supplied with a measurement signal from a thermopile element ( 43 ) and a temperature reference element ( 45 ) associated with the thermopile element ( 43 ) and the measurement signal from the temperature reference element ( 45 ) is used as a reference signal for determining a temperature signal from the measurement signal of the thermopile element ( 41 ), characterized in that the measurement signal of the temperature reference element ( 45 ) is additionally used as the interior temperature signal of a passenger compartment ( 15 ) for calculating the temperature of the supply air.

14. The method according to claim 13, characterized in that the measurement signal of the thermopile element ( 43 ) as an object temperature signal in the Fahrga straum ( 15 ) located object ( 30 ) in addition to the interior temperature signal from the control device ( 41 ) is processed.