DE102019107338A1

DE102019107338A1 - Sensorvorrichtung, Verfahren zur Herstellung einer Sensorvorrichtung und Fahrzeug

Info

Publication number: DE102019107338A1
Application number: DE102019107338.3A
Authority: DE
Inventors: Thomas Findeisen; Joachim Hentschel; Raphael Sturm
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2019-04-03
Filing date: 2019-04-03
Publication date: 2020-10-08
Also published as: CN111795755B; CN111795755A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung (10) zur Erfassung wenigstens einer Messgröße zur Charakterisierung eines Zustands eines Innenraums (I) eines Fahrzeugs, insbesondere zur Erfassung einer Innenraumtemperatur eines Fahrzeugs, ein Verfahren zur Herstellung einer Sensorvorrichtung (10) und ein Fahrzeug, wobei die Sensorvorrichtung (10) ein Wandelement (12) mit einem Bereich mit einer Innenraumseite mit einer geschlossenen Oberfläche (11) und eine von der Innenraumseite abgewandte Rückseite (R) aufweist sowie wenigstens eine erste Sensorbaugruppe (15) mit wenigstens einem Strahlungssensor (23) zur Erfassung einer Sonneneinstrahlung (S), wobei die Sensorvorrichtung (10) dazu ausgebildet ist, mit der Innenraumseite des Wandelements (12) dem Fahrzeuginnenraum (I) zugewandt und mit der Rückseite (R) des Wandelements (12) vom Innenraum (I) abgewandt, funktionsgemäß in einem Fahrzeug eingebaut zu werden, wobei das Wandelement (12) wenigstens im Bereich der geschlossenen Oberfläche (11) der Innenraumseite zumindest teilweise für zumindest einen Teil der mittels des Strahlungssensors (23) erfassbaren Sonnenstrahlung (S) durchlässig ist, und wobei die erste Sensorbaugruppe (15) im Bereich der geschlossenen Oberfläche (11) der Innenraumseite rückseitig in das Wandelement (12) integriert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zur Erfassung wenigstens einer Messgröße zur Charakterisierung eines Zustands eines Innenraums eines Fahrzeugs, insbesondere zur Erfassung einer Innenraumtemperatur eines Fahrzeugs, wobei die Sensorvorrichtung ein Wandelement mit einer Innenraumseite mit einer geschlossenen Oberfläche und eine von der Innenraumseite abgewandte Rückseite aufweist sowie wenigstens eine erste Sensorbaugruppe mit wenigstens einem Strahlungssensor zur Erfassung einer Sonneneinstrahlung, wobei die Sensorvorrichtung dazu ausgebildet ist, mit der Innenraumseite des Wandelements dem Fahrzeuginnenraum zugewandt und mit der Rückseite des Wandelements vom Innenraum abgewandt, funktionsgemäß in einem Fahrzeug eingebaut zu werden, wobei das Wandelement wenigstens im Bereich der geschlossenen Oberfläche der Innenraumseite zumindest teilweise für zumindest einen Teil der mittels des Strahlungssensors erfassbaren Sonneneinstrahlung durchlässig ist, und wobei die erste Sensorbaugruppe im Bereich der geschlossenen Oberfläche der Innenraumseite auf der Rückseite des Wandelementes angeordnet ist.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Sensorvorrichtung sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Sensorvorrichtung.
Derartige Sensorvorrichtungen werden beispielsweise in Klimaanlagen für Fahrzeuge eingesetzt, welche zur Regelung der Innenraumtemperatur die Erfassung der Innenraumtemperatur voraussetzen.
In neuerer Zeit kommen dabei statt belüfterer Sensorvorrichtungen, bei welchen eine Temperatur eines Luftstroms in einem Strömungskanal erfasst wird, wobei der Luftstrom mittels eines Belüftungsmotors erzeugt wird, vor allem unbelüftete Sensorvorrichtungen zum Einsatz mit einfachen Temperatursensoren, welche mit dem Innenraum in einer für eine Temperaturerfassung geeigneten Weise gekoppelt sind.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene, unbelüftete Sensorvorrichtungen für diesen Zweck bekannt. Zum einen sind Sensorvorrichtungen mit einem Temperatursensor bekannt, beispielsweise aus der DE 10 2012 219 962 B3 oder der US 7,246,656 B2 , welche zur Anordnung in einer Öffnung im Wandelement vorgesehen sind, um die für die Temperaturerfassung des Innenraums erforderliche Kopplung zum Innenraum zu ermöglichen.
Ferner sind Sensorvorrichtungen bekannt, welche darüber hinaus einen Strahlungssensor zur zusätzlichen Erfassung einer Sonneneinstrahlung aufweisen, beispielsweise aus der DE 10 2010 015 657 A1 oder der EP 2 199 125 , wobei letztere lehrt, dass der Strahlungssensor und der Temperatursensor auch hinter einer geschlossenen Oberfläche eines Wandelements angeordnet sein können.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine alternative Sensorvorrichtung mit einem Wandelement mit einer geschlossenen Oberfläche bereitzustellen, insbesondere eine verbesserte, derartige Sensorvorrichtung, welche bevorzugt eine verbesserte Erfassung wenigstens einer Messgröße zur Charakterisierung eines Zustands eines Innenraums eines Fahrzeugs ermöglicht, insbesondere eine genauere Erfassung wenigstens einer Messgröße.
Des Weiteren ist es eine Aufgabe der Erfindung ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung einer solchen Sensorvorrichtung und ein Fahrzeug mit einer solchen Sensorvorrichtung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Sensorvorrichtung, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Sensorvorrichtung sowie durch Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren und werden im Folgenden näher erläutert.
Eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung zur Erfassung wenigstens einer Messgröße zur Charakterisierung eines Zustands eines Innenraums eines Fahrzeugs, insbesondere zur Erfassung einer Innenraumtemperatur eines Fahrzeugs, weist ein Wandelement mit einer Innenraumseite mit einem Bereich mit einer geschlossenen Oberfläche und eine von der Innenraumseite abgewandte Rückseite auf sowie wenigstens eine erste Sensorbaugruppe mit wenigstens einem Strahlungssensor zur Erfassung einer Sonneneinstrahlung. Dabei ist die Sensorvorrichtung dazu ausgebildet, mit der Innenraumseite des Wandelements dem Fahrzeuginnenraum zugewandt und mit der Rückseite des Wandelements vom Innenraum abgewandt funktionsgemäß in einem Fahrzeug eingebaut zu werden. Das Wandelement ist wenigstens im Bereich der geschlossenen Oberfläche der Innenraumseite zumindest teilweise für zumindest einen Teil der mittels des Strahlungssensors erfassbaren Sonneneinstrahlung durchlässig, insbesondere für Sonnenstrahlung im Infrarotbereich.
Erfindungsgemäß ist die erste Sensorbaugruppe im Bereich der geschlossenen Oberfläche der Innenraumseite rückseitig in das Wandelement integriert, insbesondere derart, dass die erste Sensorbaugruppe nahezu vollständig, besonders bevorzugt komplett, von dem Wandelement umgeben ist.
D.h. vorzugsweise ist die erste Sensorbaugruppe dabei im Wesentlichen komplett von dem Wandelement umgeben. Kabel oder Leitungen oder dergleichen, die mit der Sensorbaugruppe verbunden sind und die insbesondere zur elektrischen Kontaktierung mit einer oder mehreren anderen Komponenten oder Baugruppen vorgesehen sind, können vorzugsweise jedoch aus dem Wandelement herausgeführt sein. D.h. diese müssen nicht von dem Wandelement vollständig umgeben sein.
Hierdurch kann eine besonders gute optische und thermische Kopplung zwischen dem Wandelement und der ersten Sensorbaugruppe erreicht werden und somit eine vorteilhafte, insbesondere verbesserte, Kopplung der ersten Sensorbaugruppe zum Innenraum, vor allem über das Wandelement. Infolgedessen lässt sich mit einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung eine verbesserte Erfassung wenigstens von einer in einen Innenraum eines Fahrzeugs einfallenden Sonnenstrahlung erreichen, bei zusätzlichem Vorhandensein eines Temperatursensors auch eine verbesserte Erfassung einer Innenraumtemperatur.
Unter einer „Sensorbaugruppe“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Baugruppe mit wenigstens einem Sensor verstanden, vorzugsweise eine aus einem oder mehreren Sensoren zusammengesetzte Baugruppe, wobei Kabel, Leitungen oder dergleichen, welche insbesondere zur elektrischen Kontaktierung mit einer oder mehreren anderen Komponenten oder Baugruppen erforderlich sind, nicht als Teil einer Sensorbaugruppe angesehen werden. D.h. mit einer Sensorbaugruppe verbundene Kabel oder Leitungen können aus dem Wandelement, in welche die Sensorbaugruppe integriert ist, zur Verbindung der Sensorbaugruppe herausgeführt sein. Es ist hingegen nicht erforderlich, dass diese auch, insbesondere vollständig, in das Wandelement integriert sind.
Unter einem „Wandelement“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Wand oder ein Wandabschnitt eines Bauteils verstanden, welches für einen funktionsgemäßen Einbau angrenzend zum Innenraum ausgebildet ist, beispielsweise eine Wand einer Blende oder ein Wandabschnitt eines Gehäuses, beispielsweise des Armaturenbretts oder der Mittelkonsole. Das Wandelement kann dabei auch durch eine Wand oder einen Wandabschnitt eines Bedienelementes, wie beispielsweise eines Schalters gebildet sein, beispielsweise durch einen dem Innenraum zugewandten Boden eines becherförmig ausgebildeten Drehknopfes.
Unter einer „geschlossenen Oberfläche“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere ein Bereich einer Oberfläche ohne Öffnungen, insbesondere ohne Löcher, Spalte oder dergleichen verstanden.
Das Wandelement einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung kann dabei einteilig ausgebildet sein, d.h. die geschlossene Oberfläche und der rückseitige Teil des Wandelements, insbesondere ein den rückseitigen Teil des Wandelements bildender Körper, können Teil eines gemeinsamen, einstückigen, integral gefertigen Bauteils sein. Alternativ kann das Wandelement auch aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt sein, zum Beispiel aus einem, oder mehreren, den rückseitigen Teil des Wandelements bildenden Wandelementkörper und einem oder mehreren, die geschlossene Oberfläche aufweisenden oder zumindest teilweise oder vollständig bildenden Bauteil, zum Beispiel einer Blende oder dergleichen.
D.h. mit anderen Worten, die geschlossene Oberfläche und der rückseitige Teil des Wandelements, insbesondere die Rückseite, können durch ein gemeinsames Bauteil gebildet sein, d.h. integral ausgebildet sein, oder auch aus wenigstens zwei verschiedenen Bauteilen zusammengesetzt sein.
Die geschlossene Oberfläche kann, zumindest teilweise oder vollständig, Teil eines separaten Bauteils sein oder durch ein separates Bauteil gebildet sein, welches innenraumseitig auf das die Rückseite bildende Bauteil, insbesondere einen Wandelementkörper, aufgebracht ist, beispielsweise eine Blende, die an einem die Rückseite bildenden Wandelementkörper befestigt ist, wobei die Blende zusammen mit dem Wandelementkörper insbesondere das Wandelement bilden kann.
In einer möglichen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung kann die geschlossene Oberfläche auch, zumindest teilweise oder vollständig, durch eine Beschichtung oder dergleichen gebildet sein, welche entsprechend durchlässig für Sonnenstrahlung ist. Das Wandelement kann insbesondere einen ein- oder mehrteiligen, rückseitigen Wandelementkörper aufweisen, auf welchem eine Beschichtung aufgebracht ist, welche die geschlossene Oberfläche bildet oder auf diese Weise gebildet sein.
Die geschlossene Oberfläche kann, zumindest teilweise oder vollständig, auch durch eine Beschichtung auf einem separaten Bauteil gebildet sein, beispielsweise durch eine Beschichtung auf einer Blende.
Die Rückseite des Wandelements ist vorzugsweise durch einen lichtdurchlässigen Wandabschnitt gebildet, insbesondere durch einen entsprechend strahlungs- und/oder lichtdurchlässigen Wandelementkörper, welcher ein- oder mehrteilig ausgebildet sein kann, so dass auf das Wandelement auftreffende Sonnenstrahlung, insbesondere wenigstens ein Teil der in Sonnenstrahlung enthaltenen IR-Strahlung, durch das Wandelement hindurchtreten und bis zur ersten Sensorbaugruppe, insbesondere bis zum Strahlungssensor, vordringen kann.
Dazu kann das Wandelement, insbesondere der rückseitige, hinter der geschlossenen Oberfläche liegende Bereich des Wandelements, PMMA (Polymethylmethacrylat) aufweisen oder aus PMMA bestehen. Denkbar ist aber auch ein entsprechend durchlässiges Wandelement, welches beispielsweise PC (Polycarbonat) oder PA 12 (Polyamid 12) aufweist oder daraus besteht.
In einer bevorzugten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist das Wandelement insbesondere für wenigstens einen in Sonnenstrahlung enthaltenen Infrarot (IR)-Anteil durchlässig, vorzugsweise zumindest teilweise, insbesondere wenigstens abschnittsweise oder bereichsweise, d.h. in bestimmten Bereichen.
Als Infrarotstrahlung wird im Sinne der vorliegenden Erfindung Strahlung in einem Spektralbereich zwischen 10^-3 m und 7,8×10^-7 m verstanden, d.h. mit einer Wellenlänge zwischen 1 mm und 780 nm, was einem Frequenzbereich von 3×10¹¹ Hz bis ca. 4×10¹¹ Hz (300 GHz bis 400 THz) entspricht.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist das Wandelement insbesondere jeweils für Infrarot-Strahlung im Spektralbereich von IR-A (0,78 bis 1,4 µm), IR-B (1,4 bis 3,0 µm) und/oder IR-C-Infrarot-Strahlung (3 bis 1000 µm) durchlässig, insbesondere für MIR-Strahlung, d.h. IR-C-Infrarot-Strahlung mit einer Wellenlänge von 3 bis 50 µm, vorzugsweise zumindest teilweise, insbesondere wenigstens abschnittsweise oder bereichsweise, d.h. in bestimmten Bereichen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist die geschlossene Oberfläche und/oder ein Wandelementkörper des Wandelements insbesondere für wenigstens einen in Sonnenstrahlung enthaltenen Infrarot (IR)-Anteil durchlässig, vorzugsweise zumindest teilweise, insbesondere wenigstens abschnittsweise oder bereichsweise, d.h. in bestimmten Bereichen, insbesondere jeweils für Infrarot-Strahlung im Spektralbereich von IR-A (0,78 bis 1,4 µm), IR-B (1,4 bis 3,0 µm) und/oder IR-C-Infrarot-Strahlung (3 bis 1000 µm) durchlässig, insbesondere für MIR-Strahlung, d.h. IR-C-Infrarot-Strahlung mit einer Wellenlänge von 3 bis 50 µm.
In einer möglichen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung kann die geschlossene Oberfläche des Wandelelements eine Bedienoberfläche eines Bedienelements und/oder eine Designoberfläche sein, d.h. eine aus Designgründen speziell ausgestaltete Oberfläche, oder jeweils ein Bereich davon.
Alternativ kann die geschlossene Oberfläche auch nur eine einfache Oberfläche sein, d.h. sie muss keine Funktionsfläche sein. Sie kann insbesondere lediglich eine dem Innenraum zugewandte, geschlossene Oberfläche sein, die mit Sonnenstrahlung beaufschlagbar ist, insbesondere so, dass Sonnenstrahlung über diese Fläche zu der auf der vom Innenraum abgewandten Seite des Wandelements angeordneten ersten Sensorbaugruppe mit dem Strahlungssensor gelangen kann, um von der ersten Sensorbaugruppe, insbesondere dem Strahlungssensor, erfasst werden zu können.
Bevorzugt sind die geschlossene Oberfläche und der rückseitige Teil des Wandelements dabei möglichst wärmeleitend ausgebildet, um eine gute Wärmekopplung und damit eine gute Wärmeübertragung vom Innenraum zur ersten Sensorbaugruppe zu ermöglichen.
Besonders bevorzugt ist die geschlossene Oberfläche dabei insbesondere jeweils stoffschlüssig und entsprechend strahlungsdurchlässig mit dem rückseitigen Teil des Wandelements verbunden, insbesondere mit einem entsprechenden Wandelementkörper, so dass eine gute Wärmeübertragung durch das Wandelement hindurch zur ersten Sensorbaugruppe möglich ist.
Unter einer „stoffschlüssigen Verbindung“ wird im maschinenbauüblichen Sinne und im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Verbindung verstanden, insbesondere eine nicht ohne eine Zerstörung lösbare Verbindung, bei welcher die Fügepartner zumindest teilweise durch atomare und/oder molekulare Kräfte zusammengehalten werden, wie beispielsweise in einer Schweißverbindung, einer Lötverbindung oder einer Klebverbindung.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist die erste Sensorbaugruppe stoffschlüssig mit dem Wandelement verbunden, vorzugsweise an sämtlichen ihrer Außenflächen. Hierdurch kann eine besonders gute optische und thermische Kopplung zwischen dem Wandelement und der ersten Sensorbaugruppe erreicht werden und somit (über das Wandelement) eine vorteilhafte, insbesondere verbesserte, Kopplung der ersten Sensorbaugruppe zum Innenraum.
In einer weiteren möglichen, insbesondere vorteilhaften, Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist die erste Sensorbaugruppe durch Umspritzen mit einer zumindest teilweise für zumindest einen Teil der mittels des Strahlungssensors erfassbaren Sonnenstrahlung durchlässigen Wandelementmasse in das Wandelement integriert worden, insbesondere derart, dass die erste Sensorbaugruppe im Wesentlichen vollständig von dem Wandelement, vorzugsweise von einem Wandelementkörper, insbesondere von einem aus der Wandelementmasse gebildeten Wandelementkörper, umgeben ist, wobei die erste Sensorbaugruppe besonders bevorzugt stoffschlüssig mit dem Wandelement verbunden ist. Durch Umspritzen der ersten Sensorbaugruppe kann die erste Sensorbaugruppe besonders einfach in einen Wandelementkörper oder das Wandelement integriert werden.
In einer weiteren möglichen, insbesondere alternativen, in einigen Fällen vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist das Wandelement einen zumindest teilweise für zumindest einen Teil der mittels des Strahlungssensors erfassbaren Sonnenstrahlung durchlässigen Wandelementkörper auf, wobei die erste Sensorbaugruppe durch Umspritzen und/oder Verkleben und/oder Bonding, insbesondere durch optisches Bonding und/oder thermisches Bonding, gegebenenfalls mit einer ebenfalls zumindest teilweise für zumindest einen Teil der mittels des Strahlungssensors erfassbaren Sonnenstrahlung durchlässigen Verbindungsmasse stoffschlüssig mit dem Wandelementkörper verbunden worden ist, wobei der Wandelementkörper zusammen mit der Verbindungsmasse die erste Sensorbaugruppe umgibt, sodass die erste Sensorbaugruppe in das Wandelement integriert ist. Hierdurch lässt sich ebenfalls besonders einfach die erste Sensorbaugruppe in das Wandelement integrieren. Ferner lässt sich durch optisches Bonding und/oder thermisches Bonding ein besonders guter Strahlungsübergang vom Wandelement zur ersten Sensorbaugruppe erreichen.
Dies lässt sich besonders einfach realisieren, wenn der Wandelementkörper eine Ausnehmung aufweist, vorzugsweise eine Ausnehmung mit einem Boden und einer inneren Mantelwand zur Aufnahme der ersten Sensorbaugruppe, wobei die erste Sensorbaugruppe zumindest teilweise innerhalb der Ausnehmung angeordnet ist und mittels der Verbindungsmasse mit dem Wandelementkörper stoffschlüssig verbunden ist, wobei in den Bereichen, in denen die erste Sensorbaugruppe nicht von dem Wandelementkörper umgeben ist, die erste Sensorbaugruppe vorzugsweise von der Verbindungsmasse umgeben ist, insbesondere derart, dass der Wandelementkörper zusammen mit der Verbindungsmasse die erste Sensorbaugruppe umgibt und die erste Sensorbaugruppe in das Wandelement integriert ist und nahezu vollständig von diesem umgeben ist.
Unter „optischem Bonding“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung das Herstellen einer stoffschlüssigen Verbindung verstanden, beispielsweise eine Verklebung, die im Ergebnis derart ausgebildet ist, dass unerwünschte optische Störeffekte reduziert oder insbesondere vermieden werden, wie beispielsweise eine durch eine gewöhnliche Verklebung im Strahlengang auftretende Eintrübung, Verschleierung, Verzerrung, Spiegelung oder dergleichen. D.h. mit anderen Worten kann durch optisches Bonden eine „optisch reine/unverfälschte“ (stoffschlüssige) Verbindung hergestellt werden. „Optisches Bonden“ an sich ist aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt.
Unter „thermischem Bonding“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung das Herstellen einer Verbindung verstanden, welche im Ergebnis eine gute Wärmeleitung ermöglicht und die insbesondere derart ausgebildet ist, dass ein direkter, insbesondere flächiger, Wärmeübergang zwischen den Fügepartnern erreicht wird. Bevorzugt werden die Fügepartner dabei stoffschlüssig miteinander verbunden, wobei die Fügepartner dabei sowohl direkt, als auch mittels einer Verbindungsmasse stoffschlüssig verbunden werden können. Besonders vorteilhafte Verbindungen entstehen, wenn die zu fügenden Bauteile zunächst auf definierte Art und Weise oberflächenstrukturiert werden und anschließend unter Druck und Wärmeeinfluss gefügt werden. Insbesondere lassen sich auf diese Weise „optisch reine/unverfälschte“ Verbindungen herstellen, welche außerdem eine gute Wärmeleitung ermöglichen. „Thermisches Bonden“ an sich ist aus dem Stand der Technik ebenfalls grundsätzlich bekannt.
Bevorzugt ist die erste Sensorbaugruppe jeweils derart stoffschlüssig mit dem Wandelement verbunden, dass zwischen der Sensorbaugruppe und dem umgebenden Wandelementbereich, insbesondere einem umgebenden Wandelementkörper, kein Luftspalt vorhanden ist. Hierdurch kann eine besonders gute Wärmeübertragung vom Wandelement in die erste Sensorgruppe erreicht werden, da ein isolierender Luftspalt zwischen dem Wandelement und der ersten Sensorbaugruppe vermieden werden kann. Infolgedessen kann sowohl ein verbesserter Wärmeübergang, der aus einfallender Sonnenstrahlung resultierenden Wärmestrahlung erreicht werden als auch eine verbesserte Wärmeleitung vom Wandelement in die erste Sensorbaugruppe.
In einigen Fällen kann auch bereits eine Ausgestaltung einer Sensorvorrichtung vorteilhaft sein, bei welcher die erste Sensorbaugruppe im Bereich der geschlossenen Oberfläche der Innenraumseite auf der Rückseite des Wandelementes angeordnet ist, wobei das Wandelement dazu eine Ausnehmung mit einem Boden und einer inneren Mantelwand zur Aufnahme der ersten Sensorbaugruppe aufweist, insbesondere an seiner Rückseite, und die erste Sensorbaugruppe zumindest teilweise innerhalb dieser Ausnehmung im Wandelement angeordnet ist, wobei die erste Sensorbaugruppe mit dem Boden und der inneren Mantelwand der Ausnehmung des Wandelements stoffschlüssig verbunden ist, wobei die erste Sensorbaugruppe nur teilweise von dem Wandelement umgeben ist. D.h. in diesem Fall ist die erste Sensorbaugruppe zwar nicht in das Wandelement integriert, jedoch über eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Wandelementkörper verbunden, bevorzugt am Boden und der inneren Mantelwand. Hierdurch kann in vielen Fällen bereits eine ausreichende optische und thermische Kopplung zwischen dem Wandelement und der ersten Sensorbaugruppe erreicht werden und insbesondere eine ausreichende Kopplung der ersten Sensorbaugruppe zum Innenraum, wobei diese Ausgestaltung nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, sonderen eine weitere Erfindung darstellt, welche insbesondere in Verbindung mit den im Folgenden allgemein beschriebenen Ausgestaltungen gemeinsam realisiert sein kann, d.h. in einer kombinierten Ausgestaltung, vorausgsetzt, dass dies technisch möglich ist.
Weist das Wandelement eine entsprechende Ausnehmung auf, ist diese in einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung insbesondere zur zumindest teilweisen Aufnahme der ersten Sensorbaugruppe ausgebildet, wobei die Ausnehmung insbesondere eine Vertiefung, vorzugsweise eine schalen-, prismen-, becher- oder zylinderförmige Vertiefung ist, beispielsweise eine Sacklochöffnung mit einem runden Querschnitt.
Dabei kann sich ein Öffnungsquerschnitt der Ausnehmung parallel zur Innenraumseite des Wandelements, insbesondere zur geschlossenen Oberfläche, erstrecken. Dies ist jedoch nicht zwingend. Ein Öffnungsquerschnitt der Ausnehmung zur Aufnahme der ersten Sensorbaugruppe kann auch geneigt zu dieser sein. Ebenso kann eine Längsachse der Ausnehmung, insbesondere bei einer prismen-, becher- oder zylinderförmigen Ausnehmung senkrecht zur Innenraumseite des Wandelements, insbesondere zur geschlossenen Oberfläche, orientiert sein, oder schräg dazu verlaufen.
Die erste Sensorbaugruppe kann mit ihrer Längsachse senkrecht zur geschlossenen Oberfläche orientiert angeordnet sein oder mit ihrer Längsachse geneigt zu dieser.
Grundsätzlich kann die Ausnehmung einen beliebigen Querschnitt aufweisen, dieser sollte jedoch bevorzugt an die Umfangskontur der aufzunehmenden ersten Sensorbaugruppe angepasst sein, damit die erste Sensorbaugruppe mit kleinen Spaltzwischenräumen in die Ausnehmung eingebracht werden kann und mit möglichst geringem Aufwand die stoffschlüssige Verbindung zwischen der ersten Sensorbaugruppe und dem Wandelement hergestellt werden kann.
Bevorzugt sind die Spaltmaße, bezogen auf einen Zustand bevor die stoffschlüssige Verbindung hergestellt ist, derart gewählt, dass eine prozesssichere, stoffschlüssige Verbindung herstellbar ist, insbesondere derart prozesssicher, dass sichergestellt ist, dass Lufteinschlüsse, welche sich durch die isolierende Wirkung von Luft negativ auf den Wärmeübergang auswirken würden, vermieden werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist die erste Sensorbaugruppe bevorzugt mittels einer ebenfalls zumindest teilweise für zumindest einen Teil der mittels des Strahlungssensors erfassbaren Sonneneinstrahlung durchlässigen Verbindungsmasse mit dem Wandelement stoffschlüssig verbunden, insbesondere mittels einer entsprechend durchlässigen, thermisch leitenden Verbindungsmasse, beispielsweise mittels einer entsprechend durchlässigen, thermisch leitenden Silikonmasse.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist die Sensorbaugruppe insbesondere durch Umspritzen, Kleben, und/oder Bonding, insbesondere durch optisches Bonding und/oder thermisches Bonding, stoffschlüssig mit dem Wandelement verbunden worden, insbesondere derart, dass die erste Sensorbaugruppe im Ergebnis in das Wandelement integriert ist. Hierdurch lässt sich ein vorteilhafter Strahlendurchtritt und/oder eine gute Wärmeübertragung erreichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist das Wandelement vorzugsweise zur definierten Beeinflussung eines Strahlengangs einfallender Sonnenstrahlung ausgebildet, insbesondere zur Beeinflussung des Strahlengangs innerhalb des Wandelements, wobei das Wandelement insbesondere dazu ausgebildet ist, einfallende Sonnenstrahlung umzulenken, vorzugsweise in Richtung des Strahlungssensors, und/oder einen Durchtritt der Sonnenstrahlung in einen rückseitigen Sensorraum zu reduzieren oder zu verhindern.
Ist das Wandelement aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt, insbesondere aus einem entsprechenden Wandelementkörper und/oder einem entsprechenden Wandabschnitt, welche(r) eine Ausnehmung umfasst, sowie einem die geschlossene Oberfläche umfassenden Teil, ist insbesondere das die Rückseite des Wandelements bzw. das die Ausnehmung umfassende Bauteil des Wandelements dazu ausgebildet, den Strahlengang einfallender Sonnenstrahlung umzulenken.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung, insbesondere einer vorteilhaften Weiterbildung, weist das Wandelement zur Beeinflussung, insbesondere Umlenkung, des Strahlengangs einfallender Sonnenstrahlung insbesondere wenigstens eine Reflexionsfläche auf, an welcher einfallende Sonnenstrahlung zumindest teilweise reflektiert werden kann.
Die Reflexionsfläche ist dabei bevorzugt insbesondere durch eine zumindest teilweise oder vollständig ebene Fläche gebildet; sie kann alternativ oder abschnittsweise aber auch eine gekrümmt sein, beispielsweise eine konkav gekrümmte Fläche. Hierdurch kann in einigen Fällen nicht nur eine Beeinflussung, insbesondere Umlenkung, der einfallenden Sonnenstrahlung erreicht werden, sondern bei entsprechender Ausgestaltung, insbesondere alternativ oder zusätzlich, eine Bündelung der einfallenden Sonnenstrahlung. Dies kann in einigen Fällen vorteilhaft sein.
In anderen Fällen kann eine Streuung vorteilhaft sein, wobei die Reflexionsfläche dazu insbesondere konkav gekrümmt sein kann oder einen konkav gekrümmten Abschnitt aufweisen kann.
Bevorzugt ist eine gegebenenfalls vorhandene Reflexionsfläche insbesondere jeweils derart ausgebildet, dass eine vorteilhafte Beeinflussung der einfallenden Sonnenstrahlung erreicht wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung, insbesondere einer Weiterbildung, einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist die Reflexionsfläche wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig, durch eine rückseitig auf das Wandelement aufgebrachte Reflexionsschicht gebildet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung verläuft die Reflexionsfläche zumindest teilweise schräg zur geschlossenen Oberfläche des Wandelements, vorzugsweise mit einem definierten Winkel zur geschlossenen Oberfläche des Wandelements.
Für viele Anwendungsfälle scheint ein (Innen-)Winkel von 45° als besonders vorteilhaft zu sein, insbesondere in Verbindung mit einer ebenen, geschlossenen Oberfläche des Wandelements, vor allem wenn diese sich senkrecht zu einer Längsachse der ersten Sensorbaugruppe erstreckt. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine Umlenkung von senkrecht auf die geschlossene Oberfläche treffender Sonnenstrahlung um 90° erreicht werden.
Für eine optimale Beeinflussung, insbesondere Umlenkung, einfallender Sonnenstrahlung können auch mehrere Reflexionsflächen vorhanden sein oder eine sich umlaufend um die erste Sensorbaugruppe herum erstreckende Reflexionsfläche, beispielsweise eine kegelstumpfförmige, sich umlaufend um den Strahlungssensor herum erstreckende Reflexionsfläche.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist die erste Sensorbaugruppe ferner wenigstens einen ersten Temperatursensor zur Erfassung einer Innenraumtemperatur auf.
Mittels des Temperatursensors kann bevorzugt eine Innenraumtemperatur erfasst werden. Dafür ist eine gute Wärmeübertragung zum Temperatursensor erforderlich. Die erfindungsgemäße, stoffschlüssige Verbindung zwischen der ersten Sensorbaugruppe und dem Wandelement ermöglicht eine besonders gute Wärmeübertragung.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung kann insbesondere mittels des Strahlungssensors, vorzugsweise in Abhängigkeit von der erfassten Sonneneinstrahlung, die vom ersten Temperatursensor erfasste Temperatur, insbesondere rechnerisch, korrigiert werden und/oder infolge der Sonneneinstrahlung hervorgerufene Temperaturabweichungen zumindest teilweise kompensiert werden. Dies ist aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, beispielsweise aus der eingangs bereits genannten DE 10 2010 015 657 A1 , auf welche für nähere Ausführungen zum grundsätzlichen Betrieb einer entsprechenden Sensorvorrichtung mit einem Strahlungssensor und einem Temperatursensor verwiesen wird.
Für eine möglichst genaue Erfassung der Innenraumtemperatur ist in einer bevorzugten vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung das Wandelement bevorzugt möglichst wärmeleitend ausgebildet, um eine gute Wärmeleitung zum ersten Temperatursensor zu ermöglichen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist die erste Sensorbaugruppe in einer Ausnehmung angeordnet, insbesondere wenigstens teilweise, und bevorzugt derart, dass sich der Strahlungssensor und/oder der erste Temperatursensor zumindest teilweise innerhalb der Ausnehmung befinden. Dadurch kann eine gute Wärme- bzw. Strahlungsübertragung an die einzelnen Sensoren sichergestellt werden.
Der Strahlungssensor und der erste Temperatursensor der ersten Sensorbaugruppe sind in einer vorteilhaften Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, beispielsweise in einem becherförmigen oder fingerhutförmigen Gehäuse, wobei in diesem Fall bevorzugt eine Außenwand dieses Gehäuses zumindest teilweise mit dem Wandelement stoffschlüssig verbunden ist.
Durch die unmittelbare Anordnung des Strahlungssensors in der Nähe des ersten Temperatursensors, nämlich gemeinsam mit dem Strahlungssensor innerhalb der ersten Sensorbaugruppe kann der Einfluss einfallender Sonnenstrahlung auf den ersten Temperatursensor mit einer hohen Genauigkeit erfasst werden, was eine gute Kompensation ermöglicht und damit eine verbesserte Erfassung der Innenraumtemperatur.
Für eine noch weiter verbesserte Erfassung der Innenraumtemperatur kann eine gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildete Sensorvorrichtung ferner eine zweite Sensorbaugruppe aufweisen mit wenigstens einem zweiten Temperatursensor, wobei der zweite Temperatursensor vorzugsweise außerhalb des Wandelements angeordnet ist.
Die Verwendung eines zweiten Temperatursensors für eine weitere Korrektur und/oder zumindest teilweisen Kompensation der erfassten Innenraumtemperatur ist aus dem Stand der Technik ebenfalls grundsätzlich bekannt, beispielsweise ebenfalls aus der eingangs bereits genannten DE 10 2010 015 657 A1 , auf welche für nähere Ausführungen auch diesbezüglich verwiesen wird.
Bevorzugt ist die zweite Sensorbaugruppe, insbesondere der zweite Temperatursensor, dabei rückseitig vom Wandelement angeordnet, insbesondere in einem rückseitigen Sensorraum.
Vorzugsweise ist der zweite Temperatursensor dazu ausgebildet, insbesondere eine Temperatur in einem Umfeld rückseitig von dem Wandelement zu erfassen, insbesondere in dem rückseitigen Sensorraum.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung einer Sensorvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die erste Sensorbaugruppe dabei derart ausgebildet, dass vom Strahlungssensor bereitgestellte Informationen zur Korrektur der vom Temperatursensor erfassten Innenraumtemperatur verwendbar sind, wobei der Temperatursensor und der Strahlungssensor insbesondere in einem gemeinsamen ersten Gehäuse angeordnet sein können und über Kontaktelemente mit Leiterbahnen einer Trägerplatte, insbesondere einer Trägerplatine bzw. einer Leiterplatte, elektrisch kontaktiert sind. Vorzugsweise ist die Trägerplatte, insbesondere die Leiterplatte, dabei über weitere Kontaktelemente mit mindestens einer Steuerungseinrichtung elektrisch verbunden, welche eine Auswerte- und Steuerschaltung aufweist.
In einigen Fällen ist es vorteilhaft, wenn die Leiterplatte Leiterbahnen dabei mäanderförmig und/oder schleifenförmig auf zumindest einer Oberfläche der Trägerplatte angeordnet sind bzw. verlaufen.
Mithilfe des zweiten Temperatursensors können Informationen zur Korrektur der vom ersten Temperatursensor erfassten Innenraumtemperatur verwendet werden, insbesondere Informationen darüber, welche Umgebungstemperatur unmittelbar im Umfeld der mit dem ersten Temperatursensor und/oder dem Strahlungssensor verbundenen elektronischen Komponenten herrscht, beispielsweise im unmittelbaren Umfeld der Trägerplatte, wodurch sich eine noch weiter verbesserte Korrektur der erfassten Innenraumtemperatur, insbesondere eine noch weiter verbesserte Temperaturkompensation erreichen lässt.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist der zweite Temperatursensor insbesondere ebenfalls auf einer Trägerplatte angeordnet, insbesondere auf einer zweiten Trägerplatte, vorzugsweise auf einer zweiten Leiterplatte, und besonders bevorzugt ebenfalls mit Leiterbahnen elektrisch kontaktiert, wobei diese Leiterbahnen vorzugsweise ebenfalls mäanderförmig und/oder schleifenförmig auf zumindest einer Oberfläche der zweiten Trägerplatte angeordnet sind bzw. verlaufen.
Bevorzugt weist der Strahlungssensor eine oder mehrere Photodioden auf. Er kann aber auch ein anderer zur Erfassung von Sonnenstrahlung ausgebildeter Strahlungssensor sein, beispielsweise ein Photoresistor, ein Phototransistor oder allgemein ein Photohalbleiter. Denkbar ist auch die Verwendung eines doppelten Thermoelements, insbesondere eines sogenannten Doppel-NTCs, wie es beispielsweise in der DE 102018132103.1 beschrieben ist.
Wenigstens einer der beiden Temperatursensoren ist bevorzugt ein NTC, d.h. ein sogenannter „Heißleiter“ oder auch „Negative Temperature Coefficient Thermistor“wie er in der Regel bezeichnet wird und unter dieser Bezeichnung aus dem Stand der Technik allgemein bekannt ist. Ein NTC eignet sich besonders gut als Meßfühler zur Erfassung einer Temperatur in der Umgebung, welche als Basis für eine Temperaturkompensation verwendet werden kann. Ferner lassen sich NTCs sehr günstig und besonders klein und kompakt und damit baurausparend realisieren, wodurch der Bauraumbedarf für die Sensorbaugruppen und damit für die gesamte Sensorvorrichtung klein gehalten werden kann.
Einer oder beide Temperatursensoren können aber auch ein einfaches Thermoelement sein, welches jedoch in der Regel eine weniger genaue Temperaturerfassung ermöglicht.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung sind die erste Sensorbaugruppe und/oder die zweite Sensorbaugruppe mittels eines Flachbandkabels oder wenigstens eines Flex-Kabels, mit einer Steuerungseinrichtung elektrisch verbindbar oder verbunden, insbesondere elektrisch kontaktierbar oder elektrisch kontaktiert, insbesondere über ein oder mehrere entsprechend ausgebildete Kontaktelemente.
Unter einem Flachbandkabel wird im Sinne der vorliegenden Erfindung gemäß dem üblichen Verständnis ein mehradriges Kabel verstanden, bei welchem die einzelnen Adern parallel nebeneinander geführt sind.
Unter einem „Flex-Kabel“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein besonders flexibles Kabel verstanden, d.h. ein besonders biegsames, auch mit kleinen Radien biegbares Kabel, welches insbesondere beschädigungsfrei auch mit kleinen Radien gebogen werden kann.
Bevorzugt weist die Sensorvorrichtung ferner einen rückseitigen Sensorraum auf, wobei in dem rückseitigen Sensorraum vorzugsweise ein oder mehrere elektronische Komponenten angeordnet sind.
Die ein oder mehreren elektronischen Komponenten sind dabei bevorzugt jeweils mit dem oder den zugehörigen Sensoren der jeweiligen Sensorbaugruppe elektrisch verbunden, wobei die elektrischen Komponenten insbesondere wenigstens eine Leiterplatte und/oder Leiterbahnen sind, über welche die erste Sensorbaugruppe mit einer Steuerungseinrichtung elektrisch verbindbar oder verbunden ist.
Alternativ oder zusätzlich zu einer Verbindung mittels Flachbandkabel oder Flex-Kabel können ein oder mehrere der elektronischen Komponenten auch mittels einer oder mehrerer Steckerverbindungen mit einer Steuerungseinrichtung elektrisch verbindbar oder verbunden sein.
In einer bevorzugten Ausgestaltung einer Sensorvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist wenigstens eine Sensorbaugruppe, insbesondere die erste Sensorbaugruppe, bevorzugt beide Sensorbaugruppen, insbesondere jeweils, über eine Leiterplatte mit Kontaktelementen und mittels eines Flachbandkabels oder eines Flex-Kabels mit einer Steuerungseinrichtung elektrisch verbindbar oder verbunden. Auf einer Leiterplatte können dabei mehrere Leiterbahnen vorgesehen sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist die Sensorvorrichtung eine Abschirmeinrichtung auf, wobei vorzugsweise die zweite Sensorbaugruppe, insbesondere der zweite Temperatursensor, und/oder ein oder mehrere elektronische Komponenten mittels der Abschirmeinrichtung zumindest teilweise mittels der Abschirmeinrichtung abgeschirmt sind, vorzugsweise gegen einfallende Sonnenstrahlung.
Dadurch kann eine Temperaturbeeinflussung dieser Komponenten durch eine Erwärmung des diese umgebenden Sensorraums reduziert werden, insbesondere eine Temperaturbeeinflussung infolge einer Erwärmung durch in den Sensorraum eindringender Sonnenstrahlung.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist die Abschirmeinrichtung eine Reflexionsschicht auf, welche dazu ausgebildet ist, einfallende Sonnenstrahlung zumindest teilweise zu reflektieren und/oder zumindest teilweise den Einfall von Sonnenstrahlung in den rückseitigen Sensorraum zu reduzieren. Dadurch kann eine Erwärmung des Sensorraums reduziert und infolgedessen eine Genauigkeit der Erfassung der Innenraumtemperatur erreicht werden, da eine Erwärmung der elektronischen Komponenten das Verhalten der elektronischen Komponenten beeinflusst.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist die Reflexionsschicht der Abschirmeinrichtung dabei zumindest teilweise insbesondere eine auf die Rückseite des Wandelements aufgebrachte Reflexionsschicht, insbesondere eine auf die Rückseite des Wandelements aufgebrachte, reflektierende Beschichtung. Dadurch kann auf besonders einfache Art und Weise eine Abschirmung erreicht werden.
Eine dertige Reflexionsschicht kann insbesondere durch Bedampfen mit Aluminium oder Auftragen einer Silberschicht, vorzugsweise im sogenannten IMD-Verfahren („In-Mold-Decoration“-Verfahren), hergestellt sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist die Abschirmeinrichtung ein Kapselgehäuse auf, welches ein oder mehrere im Sensorraum angeordnete elektronische Komponenten und/oder den zweiten Temperatursensor zumindest teilweise kapselnd umgibt, insbesondere mit einer Luftschicht.
Durch die Kapselung, insbesondere durch eine zusätzlich vorhandene Luftschicht dazwischen, kann eine Erwärmung der gekapselten elektronischen Komponenten reduziert werden, was sich vorteilhaft auf die Genauigkeit der Erfassung der Innenraumtemperatur auswirkt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist die Abschirmeinrichtung ein Abschirmschild auf, welches ein oder mehrere der im Sensorraum angeordneten elektronischen Komponenten und/oder den zweiten Temperatursensor abschirmt, insbesondere gegen einfallende Sonnenstrahlung.
Das Abschirmschild kann dabei z.B. wenigstens teilweise oder ganz durch einen vom Kapselgehäuse abstehenden Wandabschnitt und/oder einen nach innen in den Sensorraum ragenden Wandabschnitt eines Gehäuses der Sensorvorrichtung gebildet sein.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Sensorvorrichtung zur Erfassung wenigstens einer Messgröße zur Charakterisierung eines Zustands eines Innenraums eines Fahrzeugs, insbesondere zur Erfassung einer Innenraumtemperatur eines Fahrzeugs, insbesondere zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung, wobei die Sensorvorrichtung ein Wandelement mit einer Innenraumseite mit einem Bereich mit einer geschlossenen Oberfläche und eine von der Innenraumseite abgewandte Rückseite aufweist sowie wenigstens eine erste Sensorbaugruppe mit wenigstens einem Strahlungssensor zur Erfassung einer Sonneneinstrahlung, wobei die Sensorvorrichtung dazu ausgebildet ist, mit der Innenraumseite des Wandelements dem Fahrzeuginnenraum zugewandt und mit der Rückseite des Wandelements vom Innenraum abgewandt funktionsgemäß in einem Fahrzeug eingebaut zu werden, und wobei das Wandelement wenigstens im Bereich der geschlossenen Oberfläche der Innenraumseite zumindest teilweise für zumindest einen Teil der mittels des Strahlungssensors erfassbaren Sonnenstrahlung durchlässig ist, insbesondere für Sonnenstrahlung im Infrarotbereich, gekennzeichnet durch die Schritte:

i) Bereitstellen der ersten Sensorbaugruppe,
ii) Integrieren der ersten Sensorbaugruppe in das Wandelement, und
ii) Fertigstellen der Sensorvorrichtung, insbesondere durch Zusammensetzen des Wandelements mit wenigstens einem weiteren Bauteil zu der Sensorvorrichtung.

Das Integrieren der ersten Sensorbaugruppe erfolgt dabei insbesondere durch Umspritzen und dadurch stoffschlüssiges Verbinden der ersten Sensorbaugruppe mit einer Wandelementmasse oder durch stoffschlüssiges Verbinden der in eine Ausnehmung in einem Wandelementkörper eingesetzen ersten Sensorbaugruppe mit dem Wandelementkörper mittels einer Verbindungsmasse, wobei die erste Sensorbaugruppe dabei insbesondere derart durch die Verbindungsmasse mit dem Wandelementkörper verbunden wird, dass in den Bereichen, in denen die erste Sensorbaugruppe nicht von dem Wandelementkörper umgeben ist, die erste Sensorbaugruppe vorzugsweise mit der Verbindungsmasse umgeben wird, so dass anschließend der Wandelementkörper zusammen mit der Verbindungsmasse die erste Sensorbaugruppe umgibt, insbesondere im Wesentlichen komplett, und die erste Sensorbaugruppe in das Wandelement integriert ist.
Wird die erste Sensorbaugruppe dabei in eine Ausnehmung in einem Wandelementkörper eingesetzt, umfasst das Integrieren der Sensorbaugruppe bevorzugt wenigstens die Schritte:

i) Anordnen der ersten Sensorbaugruppe im Bereich der geschlossenen Oberfläche der Innenraumseite auf der Rückseite des Wandelementes in einer Ausnehmung, insbesondere derart, dass die erste Sensorbaugruppe zumindest teilweise innerhalb der Ausnehmung im Wandelement angeordnet ist und
ii) stoffschlüssiges Verbinden der ersten Sensorbaugruppe mit dem Wandelementkörper, vorzugsweise mit einer ebenfalls zumindest teilweise für zumindest einen Teil der mittels des Strahlungssensors erfassbaren Sonnenstrahlung durchlässigen Verbindungsmasse, insbesondere mittels einer entsprechend durchlässigen Silikonmasse, insbesondere derart, dass der Wandelementkörper zusammen mit der Verbindungsmasse hinterher die erste Sensorbaugruppe umgibt, insbesondere nahezu komplett, und die erste Sensorbaugruppe in das Wandelement integriert ist.

Anschließend kann die Sensorvorrichtung fertiggestellt werden, insbesondere durch Zusammensetzen des Wandelementkörpers mit einem oder mehreren Bauteilen zu der Sensorvorrichtung und/oder durch Aufbringen der geschlossenen Oberfläche.
Insbesondere wird die erste Sensorbaugruppe dabei derart in der Ausnehmung angeordnet und stoffschlüssig mit dem Wandelement verbunden, dass zwischen der Sensorbaugruppe und dem Boden der Ausnehmung sowie der inneren Mantelwand kein Luftspalt vorhanden ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird die erste Sensorbaugruppe dabei mit dem Wandelementkörper durch Umspritzen, Kleben, und/oder Bonding, insbesondere durch optisches Bonding und/oder thermisches Bonding, stoffschlüssig verbunden.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einer Sensorvorrichtung zur Erfassung wenigstens einer Messgröße zur Charakterisierung eines Zustands eines Innenraums des Fahrzeugs, insbesondere zur Erfassung einer Innenraumtemperatur des Fahrzeugs, weist eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung und/oder eine erfindungsgemäß hergestellte Sensorvorrichtung auf, wobei die Sensorvorrichtung vorzugsweise mit der Innenraumseite des Wandelements dem Fahrzeuginnenraum zugewandt im Fahrzeug eingebaut ist und mit der Rückseite des Wandelements vom Innenraum abgewandt.
Die mit Bezug auf die Sensorvorrichtung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend auch für ein erfindungsgemäßes Verfahren sowie für ein erfindungsgemäßes Fahrzeug und umgekehrt.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand mehrerer bevorzugter, jedoch nicht einschränkender Ausführungsbeispiele sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, wobei funktionsgleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen aufweisen.
Es zeigen in schematischer Darstellung:

1 einen prinzipiellen Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung im Schnitt,
2 einen prinzipiellen Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung im Schnitt,
3 einen Schnitt durch die Sensorvorrichtung aus 1 entlang der Schnittebene A-A in Ansicht von der Innenraumseite her,
4 einen prinzipiellen Aufbau eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung im Schnitt,
5 einen prinzipiellen Aufbau eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung im Schnitt,
6 einen prinzipiellen Aufbau eines fünften Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung im Schnitt, und
7 einen prinzipiellen Aufbau eines sechsten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung im Schnitt,

In 1 ist ein prinzipieller Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10 im Schnitt dargestellt, wobei diese Sensorvorrichtung 10 zur Erfassung einer Innenraumtemperatur eines Fahrzeugs ausgebildet ist. Die Sensorvorrichtung 10 weist ein Wandelement 12 mit einem Bereich mit einer Innenraumseite mit einer als Designoberfläche 11 ausgebildeten geschlossenen Oberfläche und eine von der Innenraumseite abgewandte Rückseite R auf, die durch einen für IR-Strahlung mit 3 bis 50 µm Wellenlänge (MIR-Strahlung), wie sie insbesondere in Sonnenstrahlung vorkommt, durchlässigen Wandelementkörper 13 gebildet wird, der beispielsweise aus PMMA hergestellt ist, wobei die Designoberfläche 11 ebenfalls für diese Strahlung durchlässig ist.
Ferner weist die Sensorvorrichtung 10 wenigstens eine erste Sensorbaugruppe 15 mit wenigstens einem Strahlungssensor 23 zur Erfassung einer Sonneneinstrahlung S sowie einem ersten Temperatursensor 24 zur Erfassung einer Temperatur in einem Innenraum I eines Fahrzeugs auf. Der Strahlungssensor 23 und der erste Temperatursensor 24 sind dabei in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet.
Die Sensorvorrichtung 10 ist dazu ausgebildet, mit der Innenraumseite des Wandelements 12 einem Fahrzeuginnenraum I zugewandt funktionsgemäß in einem Fahrzeug eingebaut zu werden und mit der Rückseite R des Wandelements 12 vom Innenraum abgewandt.
Die erste Sensorbaugruppe 15, insbesondere das Gehäuse, in dem der Strahlungssensor 23 und der erste Temperatursensor 24 angeordnet sind, ist dabei auf der Rückseite R des Wandelements 12 angeordnet, wobei das Wandelement 12 eine Ausnehmung 25 mit einem Boden und einer inneren Mantelfläche zur Aufnahme der ersten Sensorbaugruppe 15 aufweist, und wobei die erste Sensorbaugruppe 15 zumindest teilweise innerhalb der Ausnehmung 25 im Wandelement 12 angeordnet ist, insbesondere im Wandelementkörper 13.
Erfindungsgemäß ist die erste Sensorbaugruppe 15 mit dem Strahlungssensor 23 und dem ersten Temperatursensor 24 dabei in das Wandelement 12, insbesondere den Wandelementkörper 13, integriert, wobei die erste Sensorgruppe 15 in die Ausnehmung 25 eingesetzt und derart von einer Verbindungsmasse 19 umgeben ist, insbesondere von dieser umspritzt worden ist, dass sie nahezu vollständig, bis auf die Leitungen 16, von dem Wandelement 12, insbesondere dem Wandelementkörper 13 und der Verbindungsmasse 19, umgeben ist.
Alternativ hätte die erste Sensorbaugruppe 15 auch durch thermisches oder optischen Bonden mit dem Wandelementkörper 13 stoffschlüssig verbunden werden können und somit in diesen integriert werden können.
Mittels der Verbindungsmasse 19 ist die erste Sensorbaugruppe 15, insbesondere deren Gehäuse, vor allem mit dem Boden 23 und der inneren Mantelwand der Ausnehmung 25 des Wandelementkörpers 13 stoffschlüssig verbunden, wobei die Verbindungsmasse 19 eine ebenfalls zumindest für die IR-Strahlung mit einem Wellenlängenbereich von 3-50 µm durchlässige Silikon-Verbindungsmasse 19 ist.
Dadurch kann eine vorteilhafte, optische und thermische Kopplung zwischen dem Wandelement 12, insbesondere dem Wandelementkörper 13 sowie der ersten Sensorbaugruppe 15, in diesem Fall insbesondere dem Gehäuse der ersten Sensorbaugruppe 15, erreicht werden und somit eine gute Wärmeübertragung von einfallender Sonnenstrahlung S sowie einer im angrenzenden Fahrzeuginnenraum I anliegenden, hier nicht näher bezeichneten Temperatur T.
Die erste Sensorbaugruppe 15 ist dabei über erste Kontaktelemente 16 mit einer Leiterplatte 17 elektrisch verbunden bzw. kontaktiert, wobei die Leiterplatte 17 über zweite Kontaktelemente 18 mit einer hier nicht dargestellten, entsprechenden Steuerungseinrichtung zur Auswertung der erfassten Sensorsignale und beispielsweise zur Steuerung einer Klimaanlage des Fahrzeugs zur Regelung der Innenraumtemperatur verbunden werden kann.
Ferner weist dieses Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10 einen zweiten Temperatursensor 21 auf, welcher sich in einem rückseitigen, hier nicht näher bezeichneten Sensorraum hinter dem Wandelement 12 befindet und welcher ebenfalls elektrisch mit einer Leiterplatte 20 kontaktiert ist. Die Leiterplatte 20, kann über weitere Kontaktelemente 22 ebenfalls mit einer entsprechenden Auswerte- und/oder Steuerungseinrichtung verbunden werden.
Mithilfe des ersten Temperatursensors 24 der ersten Sensorbaugruppe 15 kann eine in einem Innenraum I eines Fahrzeugs anliegende Innenraumtemperatur aufgrund der wärmeleitenden Eigenschaften der als geschlossene Oberfläche 11 ausgebildeten Oberfläche 11 und des Wandelementkörpers 13, welche zusammen das Wandelement 12 bilden, erfasst werden, wobei sowohl die Silikon-Verbindungsmasse 19 als auch das Gehäuse als besonders wärmeleitend ausgebildet sind, um eine möglichst genaue Erfassung der Innenraumtemperatur mittels des ersten Temperatursensors 24 zu ermöglichen.
Mithilfe des in einem gemeinsamen Gehäuse der ersten Sensorbaugruppe 15 aufgenommenen Strahlungssensors 24, welcher somit in unmittelbarer Nähe zum ersten Temperatursensor 24 angeordnet ist, kann eine einfallende Sonnenstrahlung S erfasst werden und eine durch diese bedingte Ungenauigkeit des ersten Temperatursensors 24, insbesondere eine durch eine infolge der Sonneneinstrahlung S und einer daraus resultierenden Erwärmung entstehenden Messungenauigkeit, mithilfe einer zugehörigen Auswerte- und/oder Steuerungseinrichtung korrigiert werden, insbesondere rechnerisch kompensiert werden. Dies ist aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, so dass auf weitere Ausführungen hierzu verzichtet werden kann.
Für eine möglichst genaue Kompensation ist der zweite Temperatursensor 21 vorgesehen, welcher in unmittelbarer Nähe von den elektronischen Komponenten der ersten Sensorbaugruppe 15 angeordnet ist, insbesondere in unmittelbarer Nähe von an der Auswertung der Temperaturkompensation beteiligten elektronischen Komponenten wie beispielsweise auf der Leiterplatte 17 angeordneten ICs.
Mithilfe des zweiten Temperatursensors 24 kann eine Umfeldtemperatur dieser Komponenten im rückseitigen Sensorraum erfasst werden und ebenfalls rechnerisch kompensiert werden. Dies ist aus dem Stand der Technik ebenfalls bekannt, so dass auf weitere Ausführungen hierzu ebenfalls verzichtet werden kann.
Über entsprechende weitere Kontaktelemente 22, welche mit der zweiten Leiterplatte 20 verbunden sind, mit welcher der zweite Temperatursensor 24 elektronisch kontaktiert ist, kann dieser ebenfalls mit einer entsprechenden Auswerte- und/oder Steuerungseinrichtung elektrisch verbunden werden.
2 zeigt ein zweites, alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10', bei welcher die erste Sensorbaugruppe 15 durch Umspritzen mit einer entsprechend strahlungsdurchlässigen Wandelementmasse 13, aus welcher der Wandelementkörper 13 gebildet ist, in das Wandelement 12 integriert worden ist.
3 zeigt einen Schnitt durch die Sensorvorrichtung 10 aus 1 entlang der Schnittebene A-A in Ansicht von der Innenraumseite her, wobei in dieser Darstellung, insbesondere gut erkennbar ist, wie die erste Sensorbaugruppe 15 bzw. das gemeinsame Gehäuse, in dem der Strahlungssensor 23 und der erste Temperatursensor 24 aufgenommen sind, mittels der Silikon-Verbindungsmasse 19 mit der inneren Mantelfläche der Ausnehmung 25 des Wandelements 12, insbesondere dem Wandelementkörper 13, stoffschlüssig verbunden ist.
4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 30, welche im Unterschied zu der in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10 keinen zweiten Temperatursensor 21 sowie keine zugehörige zweite Leiterplatte 20 und entsprechende weitere Kontaktelemente aufweist.
Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass in diesem Fall eine Längsachse A der Ausnehmung 25, welche mit einer Längsachse der ersten Sensorbaugruppe 15 zusammenfällt, nicht senkrecht auf der innenraumseitigen Oberfläche 11 des Wandelements 12 steht, sondern in einem Winkel dazu verläuft. Die Darstellung in 4 ist dabei lediglich als beispielhafte Darstellung zu verstehen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind noch andere Ausgestaltungen und Anordnungen, insbesondere der ersten Sensorbaugruppe 15 relativ zur innenraumseitigen Oberfläche 11 sowie andere Geometrien des Wandelements 12, insbesondere des Wandelementkörpers 13 möglich.
Bevorzugt ist das Wandelement 12, insbesondere der Wandelementkörper 13, dabei derart ausgebildet, dass einfallende Sonnenstrahlung S in vorteilhafterweise in Richtung des Strahlungssensors 23 gelenkt wird, was insbesondere durch, wie bei diesem Ausführungsbeispiel und dem zuvor anhand von 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgeführt, entsprechende Schrägen 14 an der Rückseite R des Wandelementkörpers 13 erreicht werden kann.
5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 40, welche vom Prinzip her ähnlich aufgebaut ist wie die in 1 abgebildete Sensorvorrichtung 10, jedoch ebenfalls, wie die in 4 dargestellte Sensorvorrichtung 30, keinen zweiten Temperatursensor 21 sowie ebenso keine zweite Leiterplatte 20 und entsprechende weitere Kontaktelemente 22 aufweist.
Zusätzlich zu der Sensorvorrichtung 10 aus 1 weist die Sensorvorrichtung 40, aus 5 jedoch auf den Schrägen 14 jeweils eine in Form einer reflektierenden Beschichtung aufgebrachte Reflexionsschicht 26 auf, mit welcher ein Eindringen von Sonnenstrahlung S über die Schrägen 14 in den rückseitigen Sensorraum verhindert werden kann, da die Sonnenstrahlung von der Reflexionsschicht 26 reflektiert wird.
Durch die Anordnung der Reflexionsschicht 26 bzw. die Ausgestaltung der Schrägen 40, 14 in einem Winkel von 45° zur Oberfläche 11 bzw. insbesondere relativ zur einfallenden Sonnenstrahlung S, kann auf einfache Art und Weise eine gezielte Umlenkung der einfallenden Sonnenstrahlung in Richtung des Strahlungssensors 23 erreicht werden, in diesem Fall aufgrund des 45° Winkels insbesondere um 90 Grad.
Damit kann eine vorteilhafte Beeinflussung des Strahlengangs der einfallenden Sonnenstrahlung S erreicht werden, und infolgedessen eine hohe Genauigkeit bei der Erfassung der Sonneneinstrahlung S mittels des Strahlungssensors 23.
6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 50, wobei bei dieser Sensorvorrichtung 50 im Unterschied zur Sensorvorrichtung 10 aus 1 keine entsprechenden Schrägen 14 im Wandelementkörper 13 vorhanden sind und entsprechend keine Reflexionsschicht 26 zur Abschirmung des Sensorinnenraum vor einfallender Sonnenstrahlung S.
Die Sensorvorrichtung 50 weist jedoch ein Kapselgehäuse 27 auf, welches die Leiterplatte 17 und die ersten und zweiten Kontaktelemente 16, 18 zumindest teilweise einkapselt, insbesondere mit einer Luftschicht dazwischen, um die Leiterplatte 17 sowie die darauf befindlichen elektronischen Komponenten vor einer Erwärmung infolge der im rückseitigen Sensorraum herrschenden Temperaturen zu schützen.
Dadurch kann eine, durch eine Erwärmung verursachte negative Beeinflussung der innerhalb des Kapselgehäuse 27 angeordneten, elektronischen Komponenten reduziert oder sogar ganz vermieden werden, was sich vorteilhaft auf die Erfassungsgenauigkeit der Innenraumtemperatur auswirkt.
7 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 60, welche zusätzlich zu dem Kapselgehäuse 27 ein durch einen Wandabschnitt 28 des Kapselgehäuse 27 gebildetes Abschirmschild 28 aufweist, mit dessen Hilfe der zweite Temperatursensor vor einfallender Sonnenstrahlung abgeschirmt werden kann.
Für eine weiter verbesserte Abschirmung vor einfallender Sonnenstrahlung S in den rückseitigen Sensorraum ist ferner ein weiteres Abschirmelement 29 vorgesehen, welches unmittelbar um den Temperatursensor 21 herum angeordnet ist und diesen direkt abschirmt.
Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung wird zunächst die erste Sensorbaugruppe 15 bereitgestellt, in einem weiteren Schritt in das Wandelement 12 integriert, bevorzugt durch Umspritzen mit einer Wandelementmasse 13 oder durch stoffschlüssiges Verbinden mittels einer Verbindungsmasse 19 mit einem Wandelementkörper 13, wobei die erste Sensorbaugruppe 15 dafür insbesondere zuvor in einer Ausnehmung 25 angeordnet worden ist. Anschließend wird die Sensorvorrichtung in einem weiteren Schritt fertiggestellt.
Bezugszeichenliste

10, 10', 30, 40, 50, 60: erfindungsgemäße Sensorvorrichtung
11: geschlossene, als Designoberfläche ausgebildete Oberfläche
12: Wandelement
13: IR-strahlungsdurchlässiger Körper
14: Schräge
15: erste Sensorbaugruppe
16: erste Kontaktelemente
17: Leiterplatte
18: zweite Kontaktelemente
19: IR-strahlungsdurchlässige Verbindungsmasse
20: Leiterplatte
21: zweiter Temperatursensor
22: weitere Kontaktelemente
23: Strahlungssensor
24: erster Temperatursensor
25: Ausnehmung
26: Reflexionsschicht
27: Kapselgehäuse
28: Wandabschnitt des Kapselgehäuses als Abschirmschild
29: Abschirmschild
A: Längsachse der ersten Sensorbaugruppe
I: Innenraum
R: Rückseite
S: Sonnenstrahlung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102012219962 B3 [0005]
US 7246656 B2 [0005]
DE 102010015657 A1 [0006, 0060, 0066]
EP 2199125 [0006]
DE 102018132103 [0073]

Claims

Sensorvorrichtung (10, 10', 30, 40, 50, 60) zur Erfassung wenigstens einer Messgröße zur Charakterisierung eines Zustands eines Innenraums (I) eines Fahrzeugs, insbesondere zur Erfassung einer Innenraumtemperatur eines Fahrzeugs, - wobei die Sensorvorrichtung (10, 10', 30, 40, 50, 60) ein Wandelement (12) mit einem Bereich mit einer Innenraumseite mit einer geschlossenen Oberfläche (11) und eine von der Innenraumseite abgewandte Rückseite (R) aufweist sowie wenigstens eine erste Sensorbaugruppe (15) mit wenigstens einem Strahlungssensor (23) zur Erfassung einer Sonneneinstrahlung (S), - wobei die Sensorvorrichtung (10, 10', 30, 40, 50, 60) dazu ausgebildet ist, mit der Innenraumseite des Wandelements (12) dem Fahrzeuginnenraum (I) zugewandt und mit der Rückseite (R) des Wandelements (12) vom Innenraum (I) abgewandt, funktionsgemäß in einem Fahrzeug eingebaut zu werden, - wobei das Wandelement (12) wenigstens im Bereich der geschlossenen Oberfläche (11) der Innenraumseite zumindest teilweise für zumindest einen Teil der mittels des Strahlungssensors (23) erfassbaren Sonnenstrahlung (S) durchlässig ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sensorbaugruppe (15) im Bereich der geschlossenen Oberfläche (11) der Innenraumseite rückseitig in das Wandelement (12) integriert ist.
Sensorvorrichtung (10, 10', 30, 40, 50, 60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sensorbaugruppe (15) stoffschlüssig mit dem Wandelement (12) verbunden ist, vorzugsweise an sämtlichen ihrer Außenflächen.
Sensorvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sensorbaugruppe (15) durch Umspritzen mit einer zumindest teilweise für zumindest einen Teil der mittels des Strahlungssensors (23) erfassbaren Sonnenstrahlung (S) durchlässigen Wandelementmasse in das Wandelement (12) integriert worden ist.
Sensorvorrichtung (10', 30, 40, 50, 60) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandelement (12) einen zumindest teilweise für zumindest einen Teil der mittels des Strahlungssensors (23) erfassbaren Sonnenstrahlung (S) durchlässigen Wandelementkörper (13) aufweist, wobei die erste Sensorbaugruppe (15) durch Umspritzen und/oder Verkleben und/oder Bonding, insbesondere durch optisches Bonding und/oder thermisches Bonding, mit einer ebenfalls zumindest teilweise für zumindest einen Teil der mittels des Strahlungssensors (23) erfassbaren Sonnenstrahlung (S) durchlässigen Verbindungsmasse (19) stoffschlüssig mit dem Wandelementkörper (13) verbunden worden ist, wobei der Wandelementkörper (13) zusammen mit der Verbindungsmasse (19) die erste Sensorbaugruppe (15) umgibt, sodass die erste Sensorbaugruppe (15) in das Wandelement (12) integriert ist.
Sensorvorrichtung (10, 10', 30, 40, 50, 60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandelement (12) zur definierten Beeinflussung eines Strahlengangs einfallender Sonnenstrahlung (S) ausgebildet ist, wobei das Wandelement (12) insbesondere dazu ausgebildet ist, einfallende Sonnenstrahlung (S) umzulenken, vorzugsweise in Richtung des Strahlungssensors (23), und/oder einen Durchtritt der Sonnenstrahlung (S) in einen rückseitigen Sensorraum zu reduzieren oder zu verhindern.
Sensorvorrichtung (10, 10', 30, 40, 50, 60) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandelement (12) zur Beeinflussung, insbesondere Umlenkung, des Strahlengangs einfallender Sonnenstrahlung (S) wenigstens eine Reflexionsfläche (26) aufweist, an welcher einfallende Sonnenstrahlung (S) wenigstens teilweise reflektierbar ist oder reflektiert wird.
Sensorvorrichtung (10, 10', 30, 40, 50, 60) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsfläche (26) wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig, durch eine rückseitig auf das Wandelement (12) aufgebrachte Reflexionsschicht (26) gebildet ist.
Sensorvorrichtung (10, 10', 30, 40, 50, 60) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsfläche (26) zumindest teilweise schräg zur geschlossenen Oberfläche (11) des Wandelements (12) verläuft, vorzugsweise mit einem definierten Winkel zur geschlossenen Oberfläche (11).
Sensorvorrichtung (10, 10', 30, 40, 50, 60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sensorbaugruppe (15) ferner wenigstens einen ersten Temperatursensor (24) zur Erfassung einer Innenraumtemperatur aufweist.
Sensorvorrichtung (10, 50, 60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (10, 50, 60) eine zweite Sensorbaugruppe aufweist mit wenigstens einem zweiten Temperatursensor (21), wobei der zweite Temperatursensor (21) vorzugsweise außerhalb des Wandelements (12) angeordnet ist.
Sensorvorrichtung (10, 10', 30, 40, 50, 60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sensorbaugruppe (15) und/oder die zweite Sensorbaugruppe mittels eines Flachbandkabels oder wenigstens eines Flex-Kabels mit einer Steuerungseinrichtung elektrisch verbindbar oder verbunden sind, insbesondere elektrisch kontaktierbar oder elektrisch kontaktiert sind.
Sensorvorrichtung (40, 50, 60) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (40, 50, 60) eine Abschirmeinrichtung (26, 27, 28, 29) aufweist, wobei die zweite Sensorbaugruppe, insbesondere der zweite Temperatursensor (24), und/oder ein oder mehrere elektronische Komponenten (16, 17, 18; 29, 22) mittels der Abschirmeinrichtung (26, 27, 28, 29) zumindest teilweise abgeschirmt sind, vorzugsweise gegen einfallende Sonnenstrahlung (S).
Sensorvorrichtung (40) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmeinrichtung eine Reflexionsschicht (26) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, einfallende Sonnenstrahlung (S) zumindest teilweise zu reflektieren und/oder zumindest teilweise den Einfall von Sonnenstrahlung (S) in den rückseitigen Sensorraum zu reduzieren.
Sensorvorrichtung (50, 60) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmeinrichtung (27, 28, 29) ein Kapselgehäuse (27) aufweist, welches ein oder mehrere im Sensorraum angeordnete elektronische Komponenten (16, 17, 18; 20, 22) zumindest teilweise kapselnd umgibt.
Sensorvorrichtung (60) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmeinrichtung (27, 28, 29) ein Abschirmschild aufweist, welches ein oder mehrere der im Sensorraum angeordneten elektronischen Komponenten (16, 17, 18; 20, 22) und/oder den zweiten Temperatursensor (21) abschirmt, insbesondere gegen einfallende Sonnenstrahlung (S).
Verfahren zur Herstellung einer Sensorvorrichtung (10, 10', 30, 40, 50, 60) zur Erfassung wenigstens einer Messgröße zur Charakterisierung eines Zustands eines Innenraums eines Fahrzeugs, insbesondere zur Erfassung einer Innenraumtemperatur eines Fahrzeugs, insbesondere zur Herstellung einer Sensorvorrichtung (10, 10', 30, 40, 50, 60), die nach einem der Ansprüche 1 bis 15 ausgebildet ist, - wobei die Sensorvorrichtung (10, 10', 30, 40, 50, 60) ein Wandelement (12) mit einer Innenraumseite mit einem Bereich mit einer geschlossenen Oberfläche (11) und eine von der Innenraumseite abgewandte Rückseite (R) aufweist sowie wenigstens eine erste Sensorbaugruppe (15) mit wenigstens einem Strahlungssensor (23) zur Erfassung einer Sonneneinstrahlung (S), - wobei die Sensorvorrichtung (10, 10', 30, 40, 50, 60) dazu ausgebildet ist, mit der Innenraumseite des Wandelements (12) dem Fahrzeuginnenraum (I) zugewandt und mit der Rückseite (R) des Wandelements (12) vom Innenraum (I) abgewandt funktionsgemäß in einem Fahrzeug eingebaut zu werden, - wobei das Wandelement (12) wenigstens im Bereich der geschlossenen Oberfläche (11) der Innenraumseite zumindest teilweise für zumindest einen Teil der mittels des Strahlungssensors (23) erfassbaren Sonnenstrahlung (S) durchlässig ist, gekennzeichnet durch die Schritte: i) Bereitstellen der ersten Sensorbaugruppe (15), ii) Integrieren der ersten Sensorbaugruppe (15) in das Wandelement (12), und ii) Fertigstellen der Sensorvorrichtung (10, 10', 30, 40, 50, 60), insbesondere durch Zusammensetzen des Wandelements (12) mit wenigstens einem weiteren Bauteil.
Fahrzeug mit einer Sensorvorrichtung (10, 10', 30, 40, 50, 60) zur Erfassung wenigstens einer Messgröße zur Charakterisierung eines Zustands eines Innenraums (I) des Fahrzeugs, insbesondere zur Erfassung einer Innenraumtemperatur des Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (10, 10', 30, 40, 50, 60) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 ausgebildet ist und/oder durch ein Verfahren nach Anspruch 16 hergestellt worden ist.